Открытие генов защиты жуков-солдатиков открывает биотехнологические возможности

Новые антибиотики и противораковые вещества могут в будущем синтезироваться с помощью биотехнологий благодаря открытию учеными CSIRO трех генов, которые в совокупности обеспечивают жукам-солдатикам их мощную систему защиты от хищников.

Исследователи CSIRO и их коллега из Каролинского института в Швеции опубликовали детали этого прорыва в идентификации генов и потенциальных применений в международном журнале Nature Communications.

Впервые команде удалось выделить и реплицировать три гена, которые в сочетании производят мощную жирную кислоту, выделяемую жуками-солдатиками для отпугивания хищников и защиты от инфекций. Это открытие важно, поскольку открывает новый путь для синтеза необычной жирной кислоты для потенциального использования в качестве антибиотика, противоракового средства или в других промышленных целях.

Жуки-солдатики выделяют из желез белую вязкую жидкость, чтобы отразить атаки хищников, а также в форме воска для защиты от инфекций. Команда обнаружила, что эта жидкость содержит экзотическую жирную кислоту, называемую дигидроматрикариевой кислотой (DHMA). Она относится к группе полиинов, известных своими антимикробными и противораковыми свойствами.

Хотя DHMA и подобные полииновые жирные кислоты содержатся в широком разнообразии растений, грибов, печеночников, мхов, морских губок и водорослей, их оказалось очень сложно производить с помощью обычных химических процессов. Однако команда разработала способ достичь этого, предложив метод воспроизведения этих полииновых химикатов в живых организмах, таких как дрожжи, в мягких условиях.

Жуки-солдатики — единственные животные, у которых обнаружена DHMA. Это, вместе с наблюдением, что жуки питаются растениями (например, маргаритками), содержащими много таких жирных кислот, ранее привело к ошибочному выводу, что DHMA у жуков происходит из их рациона. Исследование и обнаруженные различия в генах показали, что жуки-солдатики эволюционно выработали это же защитное соединение полностью независимо от его производства в растениях и грибах.