Новости
Как бактерии обмениваются генами: новый механизм
Самые маленькие из известных фотосинтезирующих организмов ― цианобактерии прохлорококки ― производят значительную часть кислорода в океанах. У них много генов, помогающих адаптироваться к окружающей среде, но как они их передают друг другу до сих пор не было известно. Получение наследственного материала не от родительских особей, а от других организмов посредством внешней среды называют горизонтальным переносом генов. Этот процесс распространен у бактерий и вирусов: например, так бактерии передают друг другу гены устойчивости к антибиотикам. Но у цианобактерий прохлорококков до недавнего времени не было обнаружено классических механизмов такого переноса.
Поэтому ученые из США, Голландии и Германии решили изучить геномы прохлорококков, которых выделили из морской воды в ходе экспедиции BiG-RAPA (Биогеохимические градиенты – роль в организации планктонных комплексов) на борту судна R/V Melville. Вода была собрана с глубины 150 м, а культуру прохлорококков потом поддерживали в лабораторных условиях.
Ученые обнаружили новые последовательности ДНК у прохлорококков, которые содержат сразу несколько генов, могут отделяться и передаваться в специальных пузырьках (везикулах) другим бактериям. Их назвали в честь дочери Океана древнегреческой богини удачи Тихе — тихепозонами. Тихепозоны обычно содержат гены, помогающие адаптироваться, усваивать разные вещества (железо, азот, фосфор) и защищаться от вирусов (белковые продукты этих генов сходны с вирусными и при попадании вируса мешают ему размножаться). Кроме того, они способствуют перестройкам внутри генома бактерий, расширяя генетическое разнообразие популяции в дикой природе. А это, в свою очередь, способствует выживанию вида.
Мобильные генетические элементы тихепозоны обнаружены у нескольких видов бактерий, особенно живущих в вместе с прохлорококками, что указывает на их широкое распространение в океане. Такие генетические элементы позволяют популяции бактерий оставаться устойчивой в условиях вирусов и изменения условий окружающей среды. А передача их с помощью везикул, легко проникающих из клеток в морскую воду и распространяющихся в океане, делает этот процесс эффективным.
Ученым еще предстоит много узнать о тихепозонах, например, как они удваиваются, но уже понятно, что они играют важную роль в эволюции морских бактерий.
Поэтому ученые из США, Голландии и Германии решили изучить геномы прохлорококков, которых выделили из морской воды в ходе экспедиции BiG-RAPA (Биогеохимические градиенты – роль в организации планктонных комплексов) на борту судна R/V Melville. Вода была собрана с глубины 150 м, а культуру прохлорококков потом поддерживали в лабораторных условиях.
Ученые обнаружили новые последовательности ДНК у прохлорококков, которые содержат сразу несколько генов, могут отделяться и передаваться в специальных пузырьках (везикулах) другим бактериям. Их назвали в честь дочери Океана древнегреческой богини удачи Тихе — тихепозонами. Тихепозоны обычно содержат гены, помогающие адаптироваться, усваивать разные вещества (железо, азот, фосфор) и защищаться от вирусов (белковые продукты этих генов сходны с вирусными и при попадании вируса мешают ему размножаться). Кроме того, они способствуют перестройкам внутри генома бактерий, расширяя генетическое разнообразие популяции в дикой природе. А это, в свою очередь, способствует выживанию вида.
Мобильные генетические элементы тихепозоны обнаружены у нескольких видов бактерий, особенно живущих в вместе с прохлорококками, что указывает на их широкое распространение в океане. Такие генетические элементы позволяют популяции бактерий оставаться устойчивой в условиях вирусов и изменения условий окружающей среды. А передача их с помощью везикул, легко проникающих из клеток в морскую воду и распространяющихся в океане, делает этот процесс эффективным.
Ученым еще предстоит много узнать о тихепозонах, например, как они удваиваются, но уже понятно, что они играют важную роль в эволюции морских бактерий.