Геном тли порождает захватывающие вопросы

Геном гороховой тли (Acyrthosiphon pisum), секвенированный Международным консорциумом по геномике тлей, опубликован на этой неделе в открытом онлайн-журнале PLoS Biology. В секвенировании и анализе генома приняли участие ученые из более чем 10 стран. Публикация в PLoS Biology сопровождается связанными статьями в PLoS Genetics, Genome Biology и специальном выпуске Insect Molecular Biology.

Тлей можно считать "комарами" растительного мира, зависящими от "крови" растений для выживания. Они живут в симбиозе с бактериями, которые передаются из поколения в поколение и производят аминокислоты, необходимые тлям.

"Поскольку это другой вид насекомого — не плодовая мушка, не жук, не перепончатокрылое (бабочка и моль) — мы видим вещи, которые люди не наблюдали в других геномных проектах", — сказал руководитель проекта Стивен Ричардс.

Дэвид Штерн из Принстонского университета согласился с Ричардсом, что тля представляет особый случай. "Посмотрите на это маленькое насекомое, сидящее на растении и сосущее растительные соки. Вы не осознаёте, что оно вовлечено в историческую битву с растениями за доступ к их жизненной силе. Все его гены эволюционировали, чтобы позволить ему эксплуатировать свои пищевые отношения".

"Мы обнаружили много генов — 35 000 по сравнению с 15 000–20 000 у других насекомых и 25 000 у человека", — сказал Ричардс. "Таким образом, похоже, что гороховые тли дублировали некоторые из своих генов", — сказал доктор Дени Тагю из Французского национального института сельскохозяйственных исследований.

Что это значит? Это означает, что гороховая тля, вероятно, сделала своего рода "резервную копию" своего генетического материала. Одна из гипотез заключается в том, что одна копия этой резервной копии сохраняется неизменной и используется для функционирования клеток и организма, а второй набор может развивать модификации путем мутации.

"Большинство мутаций, вероятно, нейтральны или негативны для генов, не влияя на биологию организма. Но некоторые редкие мутации могут создавать новые функции для некоторых генов, которые могут помочь, в данном случае, гороховой тле адаптироваться к окружающей среде. Другая возможность заключается в том, что, возможно, тлям требуются дополнительные копии генов для регуляции всех частей их сложных жизненных циклов", — сказал Штерн. "У них есть несколько форм для адаптации к разным средам. Существуют крылатые и бескрылые формы, а также те, которые размножаются бесполым путем, но рождают живых детенышей".

"Этот геном породил гораздо больше захватывающих вопросов, чем мы могли ожидать. В этом геноме больше загадок, чем кто-либо мог бы предположить", — сказал он.

Доктор Тагю заявил, что секвенирование генома может дать ученым инструменты, которые можно использовать для борьбы с вредителями, такими как тля. "Это похоже на описание анатомии человеческого тела в прошлом. Мы находимся в самом начале использования этого для понимания того, как функционируют эти насекомые и как они адаптированы к питанию растениями и нанесению ущерба в сельском хозяйстве. Понимание молекулярного диалога между бактериальными генами и генами тли может привести к открытию ключевых регуляторных механизмов, которые могут снизить эффективность симбиоза и нарушить воздействие тли на урожай".