Ученые СПбГУ вместе с коллегами из Польши и Франции исследовали половой процесс у пяти видов инфузорий из группы Paramecium aurelia. У большинства видов тип спаривания наследуется цитоплазматически, однако у некоторых это происходит в соответствии с законами Менделя. Статья опубликована в журнале Genome Biology and Evolution.
Инфузории размножаются делением пополам, которое никак не связано с половым процессом (конъюгацией). Половой процесс же заключается в обмене гаплоидными ядрами, при котором клеток не становится больше, однако новые клетки генетически отличаются от родительских. Ученые исследовали особенности конъюгации пяти видов инфузорий-туфелек из рода Paramecium и выясняли, чем обеспечено наличие двух полов у клеток без половых признаков.
«Инфузории подходят к вопросам секса не ортодоксально. Например, у разных видов инфузории-туфельки Paramecium есть множественные и бинарные системы типов спаривания. Множество типов спаривания значительно расширяет возможности для выбора полового партнера — главное, чтобы это не была клетка того же генотипа (с тем же типом спаривания), а бинарные системы — это привычная нам “двуполость”. Как показала практика, двух полов вполне достаточно», — рассказывает соавтор работы, профессор кафедры микробиологии СПбГУ Алексей Потехин.
Многие инфузории видов Paramecium делятся на два типа: «четные» (Е) и «нечетные» (О). За узнавание партнеров отвечает ген mtA, он кодирует белок, находящийся на ресничках клеток «четного» типа спаривания в момент готовности клетки к половому процессу. Белок позволяет клетке распознать инфузорию второго типа спаривания. В ходе исследований ученые использовали механизм геномного сканирования, с помощью особых малых РНК сравнивая старый, заведомо работающий геном и новый, который формируется после полового процесса. При этом инфузории наследуют тип спаривания — у клетки-потомка он будет тем же, что и у родителя. У клеток с типом спаривания О в геноме нет рабочего гена mtA, так как последовательность ДНК, содержащая промотор (стартовый участок) и начало гена mtA, имеет случайное сходство с транспозонами — прыгающими генами, составляющими значительную часть в ненужной клетке ДНК, — и может быть удалена как ненужная. Если это происходит, то в следующих поколениях эта последовательность будет всегда удаляться.
Цитоплазматическое наследование типов спаривания характерно еще для нескольких видов-двойников комплекса Paramecium aurelia: P. biaurelia, P. sexaurelia, P. septaurelia, P. octaurelia, P. decaurelia и P. dodecaurelia. Ученые показали, что, несмотря на близкое родство этих видов, они используют один и тот же механизм, но разные способы добиться «двуполости». У другого вида — P. tredecaurelia — типы спаривания наследуются классически, в соответствии с законами Менделя.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
