Как геномы тараканов связаны с бактерией Blattabacterium cuenoti
Исследование, опубликованное 4 июля, показало, что в ДНК тараканов присутствует огромное количество фрагментов генома бактерии Blattabacterium cuenoti. Это стало возможным благодаря горизонтальному переносу генов — процессу, при котором генетический материал переходит между неродственными видами. Наибольшее число таких вставок — свыше 3000 — зафиксировано у австралийских тараканов из подсемейств Panesthiinae и Geoscapheinae. В общей сложности учёные насчитали 40 485 участков бактериального происхождения в 18 проанализированных геномах тараканов.
Специалисты установили, что у нескольких видов тараканов содержатся тысячи последовательностей, напоминающих ДНК бактерии Blattabacterium cuenoti. Этот микроорганизм на протяжении миллионов лет живёт внутри сородичей тараканов, являясь их постоянным симбионтом. Горизонтальный перенос генов широко распространён среди бактерий, но у животных ДНК обычно хранится в клеточном ядре, а изменения наследуются только через половые клетки — сперматозоиды или яйцеклетки.
Изучение геномов тараканов и термитов
Для данного исследования тараканы были выбраны из-за их давних отношений с Blattabacterium. Эта бактерия обитает внутри особых клеток хозяина и передаётся потомству через яйца. Учёные проанализировали геномы тараканов и термитов, в том числе недавно секвенированные. Сравнив короткие бактериальные участки с 23 геномами тараканов и термитов, исследователи выяснили, что именно австралийские тараканы из подсемейств Panesthiinae и Geoscapheinae обладают рекордным числом вставок, полученных путём горизонтального переноса.
Количество таких вставок у австралийских тараканов более чем в 10 раз превышает предыдущий максимум, зафиксированный у других эукариот (исключая коловраток). В рамках более широкого анализа специалисты обнаружили 40 485 фрагментов, происходящих от Blattabacterium, в 18 геномах тараканов. В зависимости от вида число вставок варьировалось от 93 до 4900 на геном. Учитывались только совпадения длиной не менее 50 пар оснований.
Авторы исследования называют это явление ценным источником генетического разнообразия и новизны.
Полученные результаты важны для понимания эволюционных механизмов, влияющих на развитие видов, особенно в контексте горизонтального переноса генов. Обнаружение большого числа бактериальных вставок в ДНК тараканов указывает на сложные взаимосвязи между организмами и их симбионтами, что может быть значимо для изучения биоразнообразия и адаптационных стратегий. Анализ подобных процессов способен помочь в разработке новых подходов в биотехнологии и экологии.