Ген bond у плодовых мух контролирует фертильность самцов-конкурентов
Новое исследование учёных из Тихоокеанского центра биологических исследований (PBRC) Гавайского университета в Маноа показало, что один ген у плодовых мух (Drosophila) контролирует производство мужских феромонов, мужскую фертильность и, что удивительно, фертильность самцов-конкурентов.
- Феромоны — химические сигналы, используемые для коммуникации, — направляют важные решения, такие как выбор партнёра или противника.
- Мало известно о том, как эволюционирует разнообразие феромонов.
"Наша работа показывает, что один из способов производства новых феромонов — это захват генов, которые используются для других биологических процессов, в данном случае — мужской фертильности", — говорит Джоанн Ю, ведущий автор исследования, опубликованного в Nature Communications.
Открытие гена bond
- Ген bond был обнаружен с помощью генетического скрининга, выявившего гены, участвующие в синтезе феромонов у Drosophila.
- Учёные "выключали" функцию кандидатных генов в репродуктивных органах самцов.
- У мух с "замолчанным" геном bond отсутствовал один из основных половых феромонов.
Функции гена bond
Ген bond кодирует фермент, необходимый для:
- Производства определённых феромонов.
- Формирования компонентов мембран сперматозоидов.
Таким образом, он влияет как на поведение, так и на фертильность.
Экспериментальные результаты
- Фертильность мутантов: Мутантные самцы (с удалённой областью ДНК, кодирующей bond) производили очень мало потомства по сравнению с нормальными мухами.
- Влияние на конкурентов: Нормального самца помещали в компанию либо с мутантными, либо с нормальными самцами. Через несколько дней самцы, содержавшиеся с мутантами, производили меньше потомства, чем те, кто содержался с нормальными самцами.
"Наши результаты показывают, что самцы мух используют феромоны, чтобы 'оценить' конкурентов", — поясняет Ю. — "В отсутствие нормальных химических сигналов, означающих потенциальных соперников, самцы снижают свои 'инвестиции' в сперму. Это подразумевает, что самцам необходимо чувство конкуренции для обеспечения репродуктивного успеха".
Выводы и значение
- Фертильность — это динамическая черта, на которую влияют социальные условия и восприятие сенсорных сигналов.
- Восприятие вкусов и запахов (чувств, используемых для обнаружения феромонов) может оказывать глубокое влияние на репродуктивную физиологию и быть актуальным для репродуктивных расстройств.
В будущем исследователи планируют изучить, как на молекулярном уровне сигналы феромонов изменяют фертильность.