Учёные определили происхождение женской хромосомы сибирского шелкопряда
Сотрудники Института систематики и экологии животных СО РАН, Института цитологии и генетики СО РАН, Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН, Зоологического института РАН вместе с коллегами из других научных организаций изучили женскую половую хромосому сибирского шелкопряда и выяснили, что она произошла от её мужского «аналога».
Учёные впервые расшифровали последовательность W-хромосомы сибирского шелкопряда — женский пол обозначается комбинацией хромосом WZ, а мужской — ZZ. Затем эксперты извлекли ДНК из самки насекомого и определили последовательности 30 хромосом, в которых собрана вся генетическая информация сибирского шелкопряда. Выяснилось, что более 80 % состоит из повторяющихся элементов, похожих на ДНК вирусов и транспозоны — так называемые «прыгающие гены». Большинство таких участков оказались генетически «молодыми», и это говорит о том, что современная последовательность W-хромосомы у самок сибирского шелкопряда сформировалась относительно недавно — значительно позже других хромосом.
Также учёные сравнили W-хромосому сибирского шелкопряда с мужской Z-хромосомой того же вида. Оказалось, что они имеют схожие протяжённые участки, особенно на концах. Это стало первым прямым доказательством того, что женская хромосома у насекомого появилась в результате копирования мужской и последующего её сильного изменения.
Кроме того, в последовательности W-хромосомы исследователи нашли встроенные фрагменты ДНК бактерии вольбахии (Wolbachia), которая живёт в том числе в клетках сибирского шелкопряда. Этот микроорганизм наследуется исключительно по женской линии и существенно влияет на физиологию организма хозяина, приводя к снижению выживаемости мужских зародышей, изменению внешнего вида заражённых самцов и ряду других проявлений.
«Важный практический результат нашей работы состоит в том, что мы обнаружили гены бактерии вольбахии, встроенные в женскую хромосому сибирского шелкопряда. Поскольку вольбахия умеет „управлять” размножением насекомых, и у данного вида уровень её встречаемости невероятно высок, возможно, данный микроорганизм вовлечён в эволюцию полового размножения сибирского шелкопряда. В дальнейшем мы хотим понять роль этого микроорганизма в сравнении с другими близкородственными видами. Кроме того, расшифровка генома на хромосомном уровне самого важного вредителя леса нашей страны открывает огромные перспективы для разработки и последующего внедрения молекулярных подходов к управлению численностью его популяций», — рассказывает руководитель проекта Вячеслав Мартемьянов, заведующий лабораторией экологической физиологии ИСиЭЖ СО РАН.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в статье From Adam's rib: the Siberian moth's female W chromosome is derived from its Z counterpart (Aleksandra A. Shipova, Irina A. Belousova, Maria E. Yakimova, Natalia I. Kirichenko, Aleksandr A. Ageev, Michel Cusson, Vladimir A. Lukhtanov, Nikita I. Ershov, Vyacheslav V. Martemyanov).
#Грани_РАН
🔗 Российская академия наук в MAX