Колодейки - это прочные микроскопические организмы, обладающие высокой устойчивостью к радиации и многократным циклам обезвоживания и регидратации. Теперь Ирина Архипова, Ирина Юшенова и Фернандо Родригес из Морской биологической лаборатории (МБЛ) открыли еще один защитный механизм этого выносливого организма: терминоны. Их выводы, которые могут иметь значение для исследований старения и эволюции генома, опубликованы на этой неделе в журнале Molecular Biology and Evolution.
Терминоны - это разновидность ретротранспозонов, последовательностей ДНК, которые могут копировать себя с РНК и перемещаться внутри генома. В то время как большинство транспозонов встраиваются между последовательностями ДНК, терминоны необычны тем, что они прикрепляются к концам хромосом. Архипова впервые столкнулась с мобильными элементами, которые вставляются на концах хромосом, в 2007 году, но только сейчас удалось определить размер этих транспозонов.
Хромосомы в эукариотических клетках (из которых состоят все многоклеточные организмы) покрыты последовательностями ДНК, называемыми теломерами, которые защищают концы от деградации. Прикрепляясь к теломерам, терминоны обеспечивают еще больший буфер против деградации хромосом, связанной со старением. Открытие терминонов может оказать существенное влияние на исследования механизмов старения.
Терминон представляет собой гигантский транспозон, примерно в шесть раз больше типичного ретротранспозона. По словам Архиповы, терминоны достигают такого гигантского размера, потому что они, по-видимому, получают дополнительные гены либо вирусного, либо клеточного происхождения. Хотя терминоны могут быть задействованы в захвате чужеродных генов - крайне необычное свойство бделлоидных коловраток, обнаруженное в лаборатории Архиповой, - неясно, как это происходит. В зависимости от того, какие гены они приобретают, некоторые ретротранспозоны эволюционировали в вирусы. Так могут ли терминоны эволюционировать в вирусы?
«Это был бы очень интересный вопрос, на который мы надеемся ответить, но это будут совершенно новые типы вирусов, которые ранее не были описаны», - говорит Архипова.
Отсутствующие во всех других формах жизни, терминоны встречаются только у бделлоидных коловраток. Члены этого класса коловраток имеют десятки миллионов лет эволюционной истории, что позволяет предположить, что этот защитный механизм их хромосом является древним. С таким количеством неоткрытых организмов, занимающих каждую нишу на нашем земном шаре, возможно, существуют другие неизвестные типы мобильных элементов, которые могут оказать огромное влияние на своих хозяев.
Несколько ученых MBL активно разрабатывают коловраток как модельную систему для изучения мобильных элементов в геноме, механизмов старения, стратегий репарации ДНК и эволюции без полового размножения.