Технологии завтрошнего дня

Пигменты каротиноиды в природе ответственны за красный, оранжевый, желтый и другие цвета этой гаммы: в частности, именно они делают помидоры красными, а фламинго - розовыми. Каротиноиды также способствуют укреплению иммунитета и уменьшают повреждения клеток организма. Однако вырабатывать эти пигменты, как считалось ранее, могут только растения, грибы и микроорганизмы, а все животные, в том числе и человек, получают их с пищей.

Нэнси Моран (Nancy Moran) и Тайлер Джарвик (Tyler Jarvik) из университета Аризоны на основе генетических данных впервые показали, что гороховые тли, единственные из известных представителей царства животных, могут самостоятельно синтезировать каротиноиды.

"Неожиданно мы обнаружили, что в самом геноме тли закодировано несколько белков для биосинтеза каротиноидов.... У красных особей есть участок генома в 30 тысяч базовых пар, кодирующий единственный каротиноидный фермент десатуразу, отсутствующий у зеленых особей. Мутация, приводящая к замене аминокислоты в этой десатуразе приводит к потере (пигмента) торулена и красного цвета тела. Таким образом, тли - это животные, делающие свои собственные каротиноиды", - пишут авторы статьи.

Ученые исследовали вид Acyrthosiphon pisum, особи которого могут быть зеленого или красного цвета. Эта цветовая дифференциация играет существенную роль в жизни насекомых: в частности, на красных тлей охотятся в основном божьи коровки, а на зеленых - некоторые виды ос. Красные экземпляры, как установили ученые, обладают особым пигментом торуленом, которого нет у их зеленых собратьев.

Установив, что этот пигмент тли не могут получать ни из пищи, ни от симбиотических бактерий, Моран и Джарвик обратились к недавно расшифрованному геному этого вида и обнаружили, что насекомые обладают особой группой генов, кодирующих синтез торулена. При этом, эти гены были очень похожи на гены некоторых видов грибков, которые тоже могут производить каротиноиды. Открытие привело ученых к заключению, что предки гороховых тлей получили уникальную для животного мира способность синтезировать каротиноиды через горизонтальный обмен генами, передачу генетической информации между разными видами.

"Переданные гены могли принадлежать близкому виду грибка, например, одному из тех, что вызывают у тлей болезни. Поскольку гены, связанные с производством каротиноидов, - это единственные "грибные" гены, которые мы нашли у тли, мы считаем, что такая передача генов от грибов к тле была в высшей степени редким явлением", - сказала Моран, чьи слова приводит пресс-служба университета.

"Это очень большое открытие. Обнаружив горизонтальную передачу важных генов, Нэнси Моран и ее коллеги впервые доказали, что генетический обмен может случаться между очень дальними "родственниками" в мире высших многоклеточных организмов, таких как грибы и насекомые", - отметил Мэтт Кейн (Matt Kane), представитель Национального научного фонда (NSF), который финансировал исследование.