Социальные гены миксобактерий оказались «горячими точками» естественного отбора

Швейцарские ученые обнаружили, что, несмотря на высокий уровень генетического разнообразия у представителей миксобактерий Myxococcales xanthus, естественный отбор поддерживает мутации преимущественно в «социальных» генах. Результаты опубликованы в Science.

Миксобактерии — это почвенные микроорганизмы, обладающие удивительной способностью агрегировать в колонии с наступлением неблагоприятных условий среды. Под действием сигналов тысячи клеток «сбиваются в кучу», ослизняются и начинают свой путь к месту, где перейдут в покоящуюся форму и образуют плодовое тело. Скользящую к своей цели колонию прозвали стаей за то, как участники охотятся на подворачивающихся на пути бактерий, атакуя их литическими ферментами и поглощая останки.

Ранее у исследователей были основания полагать, что кооперативные группы генетически однородны, чтобы предотвращать конфликт между клетками. Некоторые формы разнообразия представляют угрозу для групповой продуктивности: генетические индивидуалы могут избегать, мешать и эксплуатировать, снижая корпоративный дух.

Вместе с коллегами Себастьен Вельгосс и Грегори Величер, сотрудники Института интегративной биологии Цюриха, изучили генетические взаимоотношения между членами плодовых тел Myxococcales xanthus. Ученые проанализировали 120 клонов, независимо изолированных из шести плодовых тел, которые были собраны в лесах штата Индиана. Всего было идентифицировано 46 мутаций, почти половина из которых (43%) принадлежали всего шести генам.

«Анализ не обнаружил социально разрушительного мошенничества, — комментирует Вельгосс. — Напротив, хотя группы генетически и социально различны, наблюдаемое разнообразие не подрывает кооперативные функции на уровне коллектива».

«Горячие точки» отвечают за скорость формирования, развития колоний и взаимодействие участников. Таким образом, естественный отбор способствует генетическому разнообразию в определенных «социальных» генах, предотвращая его в других. Исследователи предполагают, что навыки охоты также могут варьировать в отдельных линиях, однако это остается на долю последующих изысканий.

«Группы клеток с большим поведенческим репертуаром могут более эффективно реагировать на изменения среды. Они часто могут быть более эволюционно успешными, чем однородные группы клеток, которые ведут себя одинаково, — подытоживает Вельгосс. — Культурное разнообразие встречается довольно часто среди бактериальных социальных групп».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.