Одноклеточные инфузории выбирают себе пол из семи вариантов

Тело одноклеточной тетрахимены покрыто ворсинками

Тело одноклеточной тетрахимены покрыто ворсинками
(фото Richard Robinson/PLOS Biology/Wikimedia Commons).

Схема определения типа спаривания тетрахимены действительно чем-то похожа на рулетку

Схема определения типа спаривания тетрахимены действительно чем-то похожа на рулетку
(иллюстрация Michael J. Lawson/UC Santa Barbara).

Тело одноклеточной тетрахимены покрыто ворсинками
Схема определения типа спаривания тетрахимены действительно чем-то похожа на рулетку

Инфузории вида Tetrahymena thermophila, или попросту тетрахимены, — интересные существа. Они состоят из всего одной довольно крупной клетки, но при этом у них семь полов, которые учёные обозначают латинскими цифрами. Чтобы не запутаться в таком многообразии, природа предусмотрела для микроскопических организмов особый механизм половой детерминации, который биологи поняли совсем недавно.

Учёные из калифорнийского университета Санта-Барбары (UCSB) в рамках проекта "Геном тетрахимен" (Tetrahymena genome project) пытались понять, как именно определяется пол у этих одноклеточных инфузорий. Руководил работами молекулярный биолог Эдуардо Ориас (Eduardo Orias).

Тело одноклеточной тетрахимены покрыто ворсинками (фото Richard Robinson/PLOS Biology/Wikimedia Commons).

Выяснилось, что пол или, вернее, тип спаривания определяется в произвольном порядке геном mat. У этого гена 14 аллелей, делящихся на две группы. Выбор пола похож на игру в рулетку с семью лунками: куда закатится шарик, таким и будет пол новорождённой инфузории.

Доктор Ориас поясняет в пресс-релизе: "Мы обнаружили пару генов с особой последовательностью, которая различна для каждого типа спаривания. Все гены очень похожи между собой и, скорее всего, произошли от одного гена-предка. Но разница между ними всё-таки существует. И именно эта разница и ответственна за половую детерминацию".

Схема определения типа спаривание тетрахимены действительно чем-то похожа на рулетку (иллюстрация Michael J. Lawson/UC Santa Barbara).

Каждая одноклеточная тетрахимена обладает двумя ядрами, являющимися носителями определённой информации. Большое соматическое ядро ответственно за определение половой принадлежности самой клетки, но оно не принимает участия в процессе размножение. Другое ядро, половое, предназначено исключительно для самовоспроизведения и в нём располагаются неполные пары генов, отвечающие за тот или иной тип спаривания.

Когда происходит оплодотворение, появляется новая двухъядерная клетка. В её соматическое ядро из малых ядер родителей поступают все семь неполных пар генов, которые образуют семь полных пар. Затем полученная ДНК новой клетки перестраивается и шесть из семи пар произвольным образом удаляются, пока не останется информация только об одном типе спаривания.

Ценность нынешнего открытия состоит в простом понимании того, как клетка "отличает" себя от других видов клеток. Наиболее полная информация о перестройке молекул ДНК даёт нам большие возможности. Биологи и медики смогут понять, почему так внезапно образуются злокачественные опухоли или отторгаются пересаженные органы. Понимание процесса самоидентификации тканей организма и их "умения" отличать клетки своего типа от клеток другого типа, чрезвычайно важно для науки.

Результаты исследования были опубликованы в журнале PLOS Biology.

Также по теме:
Знаменитый генетик приблизился к созданию синтетической жизни 
Суд Австралии разрешил патентование генов  
Палеонтологи определили предка плацентарных млекопитающих  
У одноклеточных водорослей обнаружены обманы, войны и социальная кооперация 
Биолог установил, что размножение бактерий ограничено законами физики