Инфузории вида Tetrahymena thermophila, или попросту тетрахимены, — интересные существа. Они состоят из всего одной довольно крупной клетки, но при этом у них семь полов, которые учёные обозначают латинскими цифрами. Чтобы не запутаться в таком многообразии, природа предусмотрела для микроскопических организмов особый механизм половой детерминации, который биологи поняли совсем недавно.
Учёные из калифорнийского университета Санта-Барбары (UCSB) в рамках проекта "Геном тетрахимен" (Tetrahymena genome project) пытались понять, как именно определяется пол у этих одноклеточных инфузорий. Руководил работами молекулярный биолог Эдуардо Ориас (Eduardo Orias).
Выяснилось, что пол или, вернее, тип спаривания определяется в произвольном порядке геном mat. У этого гена 14 аллелей, делящихся на две группы. Выбор пола похож на игру в рулетку с семью лунками: куда закатится шарик, таким и будет пол новорождённой инфузории.
Доктор Ориас поясняет в пресс-релизе: "Мы обнаружили пару генов с особой последовательностью, которая различна для каждого типа спаривания. Все гены очень похожи между собой и, скорее всего, произошли от одного гена-предка. Но разница между ними всё-таки существует. И именно эта разница и ответственна за половую детерминацию".
Каждая одноклеточная тетрахимена обладает двумя ядрами, являющимися носителями определённой информации. Большое соматическое ядро ответственно за определение половой принадлежности самой клетки, но оно не принимает участия в процессе размножение. Другое ядро, половое, предназначено исключительно для самовоспроизведения и в нём располагаются неполные пары генов, отвечающие за тот или иной тип спаривания.
Когда происходит оплодотворение, появляется новая двухъядерная клетка. В её соматическое ядро из малых ядер родителей поступают все семь неполных пар генов, которые образуют семь полных пар. Затем полученная ДНК новой клетки перестраивается и шесть из семи пар произвольным образом удаляются, пока не останется информация только об одном типе спаривания.
Ценность нынешнего открытия состоит в простом понимании того, как клетка "отличает" себя от других видов клеток. Наиболее полная информация о перестройке молекул ДНК даёт нам большие возможности. Биологи и медики смогут понять, почему так внезапно образуются злокачественные опухоли или отторгаются пересаженные органы. Понимание процесса самоидентификации тканей организма и их "умения" отличать клетки своего типа от клеток другого типа, чрезвычайно важно для науки.
Результаты исследования были опубликованы в журнале PLOS Biology.
