A gének az amőbákat csalókké változtatják

A viselkedési gének első, genomra kiterjedő kutatása feltárja a mikrobiális egoizmus gyökereit

Dictyostelium discoideum © Grimson M., Blanton R., a Texas Tech University
felolvasta

A viselkedés és a gének közötti kapcsolat rendkívül összetett. Még az amőba, az egyik legegyszerűbb életforma formájában, már több mint száz gént tartalmaz, amelyek segítenek szabályozni társadalmi viselkedésüket. Ez egy új, a "Természet" című tanulmányban megjelenik. Ez képviseli az ilyen gének első nagykeresését.

Milyen szerepet játszanak a gének a viselkedésünkben? A tudósok már hosszú ideje foglalkoztak ezzel a kérdéssel. Ezekre a kérdésekre azonban eddig nem volt válasz. Mivel a kapcsolatok túlságosan bonyolultak, a környezet, a psziché és a genetikai anyag kölcsönhatásainak kevés ismerete ismert. Ezt megerősíti a Rice Egyetem és a Baylor Orvostudományi Főiskola kutatói által az amoeba Dictyostelium discoideumban végzett közelmúltbeli tanulmány.

Az egyéntől az együttműködő kolóniáig

Az egysejtű egyszemű üledék a penészgombákhoz tartozik és általában egyedül él, de táplálékhiány esetén kolóniákat képez. Ezekben az egyének kb. Egyötöde hosszú, vékony szárot alkot, a többi a csúcsán gyűlik össze, és spórás labdát képez, amelyet a szél vagy a rovarok áthaladása révén el lehet távolítani. Ez a szaporodás lehetővé teszi a gömbön ülő amőbák jobb körülményekbe történő kivándorlását, ám a törzs amőba túlélésük árán működik együtt - hátramaradnak, és végül meghalnak.

És pontosan ez az altruista viselkedés rejtvényeket ad a tudósoknak: Mi akadályozza meg a Stemamamöben-t, hogy mindent megtegyen, hogy bejutjon a labdába? Hogyan sikerült az evolúció megőrizni az önzetlen variánst? Mivel a parazita egoisták valójában léteznek az amőbák között. Joan Strassmann, a Rice Egyetem ökológia és evolúciós biológia professzora, kollégája, David Queller és Gad Shaulsky, a Baylor Orvostudományi Főiskola genetikusai, a korábbi tanulmányokban már maroknyi mutációt találtak, amelyek az egysejtű organizmusok költségeit a szövetkezeti organizmusoktól a parazitákig terhelik. az egész megmarad.

Parazita gének keresésekor

E felfedezés alapján most először szisztematikus kutatást végeztek további viselkedési génekre az amőba teljes genomjában. "Ez a génkészlet lehetővé teszi számunkra, hogy jobban megértsük a társadalmi viselkedés genetikai felépítését" - mondja Strassmann. A kutatóknak több mint öt évre volt szükségük a Dictyostelium discoideum teljes genomjának szűrésére. Ennek során szekvenciálisan több tízezer egyedi gént távolítottak el mutációkkal, majd megfigyelték, hogy az améba viselkedése milyen mértékben változott. kijelző

"Az alapgondolat az volt, hogy véletlenszerűen eltávolítsuk a géneket, és mindegyik mutánst tíz szaporítási, növekedési és fejlődési körön keresztül vezesse a degenerált gének azonosításához" - magyarázza a kutató.

100 "káros" génvariáns

És valójában a tudósok parazita variánsokat fedeztek fel több mint 100 génben. A további tesztek kimutatták, hogy a következő generációs spórák részarányának növelésének stratégiája a fehérje szintjén változik. Genetikai szinten azonban közös nevező van: a legtöbb befogadó gén gyakorlatilag malacka háttérrel rendelkezik olyan génekkel, amelyek alapvető funkciókat kódolnak, és ezért nélkülözhetetlenek.

"Úgy tűnik, hogy a stratégiák és az ellentétes stratégiák evolúciós lehetőségei egyfajta genetikai csatát eredményeznek, amelyben a mutagén mutációkat kontramotációk harcolják" - magyarázza. r Strassmann. "Ennélfogva ezen az arénán a csalás gyakran létezik, alapvető funkciókkal ellátott malacka, mert ez megnehezíti a megszabadulást vagy az irányítást."

Hogyan marad fenn az együttműködés?

Ez a felismerés azonban új kérdéseket vet fel: "Az érkezés várható. Az együttműködés az igazi történet "- mondja Strassmann. Mivel a csalás bizonyos előnyökkel jár, úgy véli, hogy az evolúció szempontjából a nagy kérdés az, hogy a D. discoideumhoz hasonló fajok miként tudják megfékezni az egoistákat és megakadályozzák őket, hogy átvegyék a kezüket? elterjednek a legerősebbek, és így teljesen kiszorítják az altruistákat.

"Most kezdjük el" - mondta Adam Kuspa, a tanulmány társszerzője és a Baylor Orvostudományi Főiskola biokémikusa. "Most meg kell határoznunk azokat a molekuláris kulcsmechanizmusokat, amelyek stabilizálják a sejtek együttműködését."

(Rice Egyetem, 2008.02.15. - NPO)