Эгоистичные гены - это гены, которые передаются следующему поколению, но не дают никаких преимуществ человеку в целом, а иногда могут быть вредными. Исследователи из Университета Упсалы впервые секвенировали (или нанесли на карту) два эгоистичных гена в грибке Neurospora intermedia, которые заставляют грибковые споры убивать своих братьев и сестер. Неожиданно оказалось, что гены не связаны друг с другом, что, возможно, указывает на то, что эгоистичные гены встречаются чаще, чем считалось ранее.
Одним из основных положений эволюционной теории является выживание наиболее приспособленных особей, чьи гены могут передаваться по наследству. Однако один тип генов - «эгоистичные» гены - может передаваться без пользы для человека. Биологи считают, что эгоистичные гены могут быть важными движущими силами эволюции, и поэтому важно понять, как функционируют эгоистичные гены, чтобы понять более общие закономерности эволюции.
Один пример эгоистичного гена, известного как «убийца спор», был обнаружен у некоторых грибов. Если грибковая спора несет этот ген, она убивает все родственные («родственные») споры, у которых отсутствует этот ген. Таким образом, ген, убивающий споры, будет передаваться, несмотря на то, что он вреден для грибка в целом. Подобные гены, убивающие братьев и сестер, были обнаружены у других организмов, таких как плодовые мушки и мыши, но у этих видов сперматозоиды разрушают сперму братьев и сестер. Эгоистичные гены также могут служить пестицидами: введение эгоистичных генов в переносчиков малярии может привести к рождению особей только одного пола, что приведет к сокращению численности их популяции. Однако знания о том, как эгоистичные гены функционируют генетически и как они распространяются в природе, все еще ограничены.
Впервые исследовательской группе факультета систематической биологии Университета Упсалы удалось секвенировать полные геномы, содержащие сложные эгоистичные гены. Исследователи секвенировали геномы двух разных типов убийц спор, обнаруженных в грибке-аскомицете Neurospora intermedia. Результаты опубликованы в Nature Communications..
«Секвенировать эгоистичные гены этого типа сложно, так как они часто расположены на участках хромосомы, в которых накопилось огромное количество мутаций, и где фрагменты хромосомы были перестроены», - говорит Ханна Йоханнессон, которая возглавил исследование.
Секвенирование генома показало, что гены, уничтожающие споры, существуют в участках хромосомы, где большая часть хромосомы изменила направление: образовались так называемые «инверсии». В этих участках хромосом также собрано множество новых мутаций и участков, в которых расширилась повторяющаяся ДНК. Мутации могут означать, что особи с генами, убивающими споры, более плохо адаптированы, и они могут быть объяснением того, почему эти гены, уничтожающие споры, необычны для Neurospora intermedia.
Один результат, который нас удивил, заключался в том, что два убийцы спор не были связаны друг с другом и использовали разные гены для уничтожения родственных спор. Это может свидетельствовать о том, что эгоистичные гены в целом и гены, убивающие споры, в частности, встречаются чаще, чем люди привыкли думать», - говорит Йеспер Сведберг, главный автор исследования.