раскопки мамонта

Крошечных, напоминающих прозрачных пиявок, коловраток можно найти почти в каждом пруду, ручье или луже. И с момента их открытия Антони ван Левенгуком в 1703 году они не перестают удивлять ученых. Сегодня насчитывают более 450 видов коловраток, и все они — самки. При этом каждая из них — генетическая копия своей матери. Это, как выразился генетик Джон Мейнард Смит, настоящий «эволюционный скандал»!

Отсутствие полового размножения на протяжении 40 миллионов лет эволюции должно было поставить коловраток на грань вымирания. Ведь именно половое размножение позволяет организмам «перемешивать» свои гены, создавая новые, более выгодные генетические комбинации. В противном случае, организмы беззащитны: например, достаточно одного вида-вредителя, чтобы уничтожить целый посев генетически однородных сельскохозяйственных культур. Такого уж точно нельзя сказать о коловратках, которым удалось пережить самые разные экстремальные условия, включая сильную засуху, радиационные взрывы и 24 тысячи лет в вечной мерзлоте Сибири.

По словам руководителя исследования Криса Уилсона, такая выносливость коловраток объясняется отчасти тем, что у них «один из самых странных геномов среди всех животных». Так, в ДНК коловратки много «позаимствовано» у других организмов, таких как бактерии, грибы и растения. «Каждый десятый ген [коловратки] — это даже не ген животного», — говорит Уилсон. «Это все равно что погладить кошку и обнаружить, что вместо шерсти у нее из кожи растет трава».

Известно, что именно эти «чужеродные» гены и защищают коловраток от разрушающих воздействий, но не было понятно, как они работают при инфекциях. Это и решили проверить Уилсон с командой. Ученые заразили патогенным грибком Rotiferophthora два вида коловраток: устойчивый к инфекции и уязвимый. Оказалось, что во время инфекции у устойчивого вида активировались гены, отвечающие за выработку мощных противогрибковых веществ. Анализ этих генов показал, что они «украдены» у бактерий и служат для «производства» белковых молекул, аналогичных бактериальным антибиотикам тироцидину и гименоамиду. У животных подобные гены обнаружены впервые.

Хотя гены для выработки антибиотиков пришли от бактерий, в геноме коловраток они эволюционировали так, чтобы антибиотики не вредили самим животным. Ученые надеются использовать эту особенность для разработки новых, более эффективных антибиотиков, которые бы убивали бактерии и грибки, при этом оставаясь безопасными для животных и людей.