5
Календарь конференций
  • 16 – 19 мая

    IV Международная научная конференция "Язык, книга и традиционная культура позднего русского средневековья в науке, музейной и библиотечной работе"

  • 23 – 24 мая

    Международная научно-практическая конференция "Новые Идеи в Геологии Нефти и Газа - 2019"

  • 17 декабря – 31 мая

    Универсиада «Ломоносов» по политологии

  • 10 – 12 июня

    International conference “Recent Advances in Theoretical Physics of Fundamental Interactions”

  • 18 – 20 июня

    Международная научная конференция «Современные проблемы вычислительной математики и математической физики»

  • 29 июня – 4 июля

    VII международный научно-образовательный форум молодых исследователей «Языки. Культуры. Перевод»

  • 2 – 5 июля

    ХVI Европейский психологический конгресс

  • 29 июня – 4 июля

    VII международный научно-образовательный форум молодых исследователей «Языки. Культуры. Перевод»

  • 13 – 15 сентября

    III всероссийская молодежная школа-конференция с международным участием «Молекулярные механизмы регуляции физиологических функций»

  • 23 – 25 октября

    Международная научно-практическая конференция «Предвузовская подготовка иностранных граждан в РФ: история и современность»

  • 29 ноября

    Кристаллохимия в пространстве и времени: научные чтения, посвященные 70-летию кафедры кристаллографии и кристаллохимии Геологического факультета МГУ

Все конференции
Программы дополни-
тельного образования
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Единая поисковая система по зарубежным базам данных
Мероприятия для школьников и учителей
Олимпиады школьников и универсиады в МГУ
Гранты Президента РФ
«Университет без границ»

40 миллионов лет воздержания

Ученые МГУ в составе международной группы доказали, что одни из древнейших существ — бделлоидные коловратки — бесполые.

Есть такая точка зрения ученых-эволюционистов, что бесполое размножение — эволюционный тупик, а его носители — обречены на вымирание. В ходе эволюции бесполые виды появлялись множество раз. Однако, переход к бесполому размножению обычно приводит к быстрому вымиранию вида. Яркой иллюстрацией к этому «правилу» служит то, что бесполые группы организмов обычно включают совсем мало видов (большое количество видов просто не успевает возникнуть за «время жизни» бесполой группы). Тем не менее, бделлоидных коловраток об этом предупредить забыли: они пришли к бесполому размножению более 40 миллионов лет назад и с тех пор без проблем существуют; в этот класс входит более 450 современных видов. Но одна поговорка гласит: если теория противоречит фактам, тем хуже для фактов. Потому и возникла версия, а вдруг коловратки и не бесполые вовсе, вот и живут себе, не вымирая так долго? Шутки шутками, но точные науки требуют строгих доказательств, и за дело взялась международная группа ученых, в которую входили сотрудники сотрудники лаборатории эволюционной геномики факультета биоинженерии и биоинформатики (ФББ) МГУ. Им удалось генетическими методами доказать, что половое размножение несовместимо с геномом коловраток, а значит они, скорее всего, действительно бесполые; соответствующее исследование было опубликовано в журнале Nature (doi:10.1038/nature12326).

Бделлоидные коловратки весьма любопытные микроскопические животные . Во-первых, они умеют переносить полное высыхание на период до 9 лет. Во-вторых, в сухом виде они очень легко переносятся ветром. В-третьих, они моментально «отмокают» и начинают расти и размножаться, стоит им попасть в любое влажное место. Ученые отсеквенировали геном одной такой коловратки вида Adineta vaga (A.vaga). Результаты оказались весьма впечатляющими. «У них нет гомологичных (т. е. с одинаковыми наборами генов) хромосом, — говорит научный сотрудник ФББ Ольга Вахрушева, соавтор исследования с российской стороны. — А это значит, что у них не бывает мейоза, и они не могут размножаться половым путем». С похожей «проблемой» сталкиваются межвидовые гибриды, например, мулы. У них хромосомы «не вполне» гомологичны – они немного разные, так как получены от разных, пусть и похожих видов. Это приводит к нарушениям мейоза и нежизнеспособности половых клеток. « Отсутствие гомологичных хромосом — самое сильное доказательство на геномном уровне того, что коловратки все-таки бесполые», — говорит Вахрушева.

В отсутствие полового размножения и рекомбинации1 ожидалось, что последовательности аллелей (каждый ген присутствует в геноме в двух копиях — эти копии называются аллелями) должны независимо накапливать замены (однобуквенные различия). За несколько десятков миллионов лет бесполой эволюции последовательности аллелей должны были разойтись очень сильно, однако оказалось, что в среднем аллели отличаются друг от друга всего на 3–4%. Скорее всего это является результатом действия генной конверсии, процесса «выравнивающего» последовательности аллелей.

«Мы увидели следы того, что аллели (Ред.) в геноме A.vaga часто претерпевают генную конверсию — процесс, при котором последовательность ДНК из одного аллеля заменяет собой последовательность второго аллеля, — рассказывает Вахрушева. — Если до конверсии были аллели А и Б, то после остается два аллеля А или два аллеля Б».

Предположительно, генная конверсия может «стирать» вредные мутации — например, если таковая произошла в одном из генов, а потом в результате генной конверсии он заменился на другой, в котором мутации не было. Может случиться и наоборот — тогда «здоровый» аллель заменится на «больной». Казалось бы это плохо, так как в результате не останется ни одного хорошего аллеля. Однако, по словам Вахрушевой, в таком случае вредная мутация окажется гомозиготной, будет видна отбору, и затем эффективно удалится из популяции. Видимо, генная конверсия может противодействовать необратимому накоплению вредных мутаций у бесполых организмов, предполагает Вахрушева.

Кроме того, коллеги ученых ФББ по публикации показали, что коловратки «утащили» довольно много генов у других организмов (в том числе, бактерий) — это так называемый горизонтальный перенос генов — вероятный механизм увеличения генетического разнообразия у коловраток, возможно, помогающий им бороться с падением приспособленности2. По мнению ученых, этому способствуют высыхание коловраток, в результате которого происходят двуцепочечные разрывы ДНК, облегчающие встраивание чужеродного генетического материала.

Но и это еще не все. По словам Вахрушевой, пока невозможно исключить возможность того, что у коловраток имеется некий псевдополовой процесс, не требующий мейоза (например, парасексуальный цикл). Чтобы проверить эту гипотезу, ученые планируют отсеквенировать несколько особей из популяции A.vaga и посмотреть на их генотипы.

к.х.н. Иван Охапкин,
Управление инновационной политики и международных научных связей

1 В мейозе гомологичные хромосомы спариваются и обмениваются генетическим материалом — этот процесс называется рекомбинацией

2 Падение приспособленности и в итоге, вымирание видов, о котором говорилось в начале статьи — возможное прямое следствие бесполого размножения, когда организмы как бы замыкаются в себе, не обмениваясь с другими генетическим материалом, накапливают вредные мутации, не получают полезных мутаций от сородичей, и в итоге вытесняются иными, более приспособленными, видами.