Переносчиком гена BtPMaT1 выступил неизвестный вирус, около 35 миллионов лет назад заразивший сначала растение, а затем и поедавших его вредителей
Китайские ученые впервые в истории науки зафиксировали передачу генов растений насекомым. Статья с описанием открытия опубликована в научном рецензируемом журнале Cell.
Автор работы Юцзюнь Чжан и его коллеги из Китайской академии сельского хозяйства изучали механизмы устойчивости насекомого-вредителя табачной белокрылки (Bemisia tabaci) к естественным пестицидам, которые вырабатывают многие растения. С этой целью исследователи провели секвенирование генома насекомого и обнаружили в нем ген BtPMaT1, который кодирует производство белка, обладающего противомикробным и антипестицидным эффектом.
Сопоставление гена BtPMaT1 с данными в базе геномов NCBI показало, что он не встречается ни у одного другого насекомого, зато присутствует у некоторых растений. Судя по количеству накопившихся в нем мутаций, белокрылки заполучили растительный ген около 35 миллионов лет назад.
Китайские исследователи полагают, что сначала ген был украден вирусом, который заражал растение, а после был встроен вирусными частицами в клетки насекомых, которые питались больными растениями и каким-то образом заражались растительным вирусом. Поскольку BtPMaT1 давал белокрылкам существенное эволюционное преимущество, то он сохранился в ДНК насекомых даже после того, как они сумели справиться с вирусом-носителем этого гена.
Это первый в истории науки случай горизонтального переноса генов, зафиксированный между многоклеточными организмами, отмечают ученые. Такой способ обмена генетическим материалом вполне обычен между вирусами, бактериями и микроскопическими грибами, однако высокоразвитые организмы используют «вертикальную» передачу генов – от предков к потомкам, а чужеродный генетический материал отторгают.
Китайские исследователи также создали РНК-молекулу, которая блокирует работу BtPMaT1. Получившие ее томаты показали высокую устойчивость к белокрылкам, поскольку насекомые, лишившись защиты, стали погибать от действия фенольных гликозидов.