НОВОСТИ ХАЙ-ТЕК
Воскресенье, 21.01.2018, 05:53
Завантаження...
Пользовательского поиска
Поиск

Меню сайта

Форма входа

Категории раздела
КОСМОС [353]
СВЯЗЬ [186]
ЭНЕРГИЯ [72]
НАУКА [505]
ПЛАНЕТА [616]
ИНТЕРНЕТ [611]
АНЕКДОТ [123]
IT-технологии [1809]
СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО [61]


Система регистрации в каталогах, статьи про раскрутку сайтов; форум, услуги продвижения и рекламы сайтов; контекстная реклама
PEOPLEnet
Поиск

Календарь

Архив записей

Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Международное объединение Форекс трейдеров
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Главная » 2010 » Август » 29 » Геном муравья ответил на человеческие вопросы
    10:20
    Геном муравья ответил на человеческие вопросы

    Биологи выяснили, какие гены делают муравьиную царицу царицей и как они распределяют по кастам ее подданных. А также поняли, почему царица живет в десять раз дольше, чем рабочий муравей.

    Список видов с расшифрованным геномом пополнился муравьями. Проект по муравьиному геному начался в 2008 году под руководством Дэнни Рэйнберга (Danny Reinberg), профессора биохимии Нью-Йоркского университета . Результат — секвенирование последовательности ДНК и сравнительный анализ двух видов — опубликован в последнем выпуске Science. В работу ученые взяли виды, различающиеся по устройству общественной жизни, чтобы путем сравнения подвести под нее генетическую базу.

    Жизнь муравьиной семьи

    В колонии муравьев размножением занимается доминантная самка — царица. Она откладывает оплодотворенные яйца, из которых развиваются рабочие муравьи — самки, и неоплодотворенные, из которых развиваются самцы. Рабочие муравьи в зависимости от возраста и специализации занимаются кормлением личинок, строительством муравейника, его защитой, добычей пищи. У некоторых видов в случае смерти царицы ее место занимает одна или несколько рабочих особей (гамергатов), приобретая способность к размножению. Особенности устройства семьи зависят от вида, но поведение цариц и рабочих муравьев разных каст (специальностей) и возрастов всегда различается. Ученым, естественно, интересно понять, как это обеспечено генами.

    У разных видов свой устав

    Один изученный вид — флоридский муравей-древоточец (Camponotus floridanus) живет большими сложноорганизованными колониями. У него сильно развита территориальность. Колония всецело зависит от царицы и с ее смертью перестает существовать. Рабочие муравьи никогда не размножаются и образуют две устойчивые касты, различные не только по поведению, но и по размеру. Большие рабочие муравьи защищают колонию, а малые занимаются добычей пищи.

    Другой вид — прыгающий муравей-танцор (Harpegnathos saltator) — хищник, который образует сравнительно небольшие колонии. После смерти царицы между рабочими муравьями происходит сражение, и одна или несколько особей могут повысить свой статус — стать гамергатами и начать размножаться. Среди остальных рабочих муравьев специализация развита слабо, одни и те же особи выполняют разную работу.

    Мы с муравьями одинаковы на треть

    Муравьиный геном секвенировали по технологии Illumina Genome Analyzer с более чем 100−кратным перекрытием, что обеспечило высокую точность. Размер генома у C. floridanus и H. saltator составил 240 и 330 Mb соответственно. Это примерно в десять раз меньше, чем геном человека. Но по количеству генов разница не столь велика: у муравья-древоточца и прыгающего муравья ученые насчитали 17 064 и 18 564 генов соответственно (у человека — около 23 000).

    Две трети кодирующих белок генов муравья типичны для насекомых (их сравнивали с генами пчелы, дрозофилы и наездника), а треть генов имеется как у беспозвоночных, так и у позвоночных, включая человека. Есть и видоспецифичные гены: 3230 у С. floridanus и 2617 у Н. saltator.

    Одинаковое устройство — разное поведение

    Так как все муравьи в одной колонии несут очень сходную наследственную информацию, но отличаются по образу жизни и поведению, значит все дело не в наборе генов, а в их регуляции. Все, что относится к внешним воздействиям на работу генов, относят к эпигенетике. И именно для изучения эпигенетики муравьи оказались особенно интересны.

    У разных по социальной организации видов C. floridanus и H. saltator оказалась неодинаковой степень метилирования ДНК. Это один путь регуляции. Есть и другие, например характер упаковки ДНК в хромосомы при помощи белков-гистонов. С ним связана продолжительность жизни, поэтому то, что муравьиная царица живет в десять раз дольше рабочих муравьев и в 500 раз дольше, чем самцы, получило генетическое объяснение. Регулятор гистонной упаковки белок сиртуин, как считают, противостоит старению. У царицы и гамергатов его гены работают на более высоком уровне, чем у рабочих муравьев. В результате у царицы гораздо активнее фермент теломераза, который восстанавливает концы хромосом — теломеры и тем самым препятствует старению. Активность теломеразы увеличивается и у гамергатов, а у обычных рабочих муравьев и у самцов она подавлена. Поэтому гамергаты, которые у прыгающего муравья начинают играть роль царицы, вместе со способностью к размножению получают долгую жизнь.
    Гистонная регуляция затрагивает и другие гены, которые активны у разных муравьиных каст и на разных стадиях развития, когда происходит смена специализации. Одни ферменты усиленно работают у размножающихся гамергатов, другие — у молодых рабочих муравьев, третьи — у взрослых фуражиров, четвертые  — у солдат.

    Кроме того, гамергаты у Н. saltator отличаются от рабочих муравьев разнообразием микроРНК. А у C. floridanus разнообразие этих небольших молекул наблюдается у двух каст рабочих муравьев. Это говорит о том, что микроРНК — еще один путь генной регуляции, который обеспечивает разное поведение и специализацию.

    Мастера химического языка

    Социальная организация муравьев основана на совершенной системе коммуникации через химические  передатчики — феромоны. Ученые обнаружили, что у муравьиных каст по-разному работают гены обонятельных рецепторов, нейромедиаторов, ионных каналов. Так что кастовое поведение закодировано в мозге на уровне экспрессии мозговых генов. Ключевую роль в узнавании сожителей по муравейнику играют углеводороды кутикулы — наружного покрова. У двух видов муравьев биологи нашли 19 и 14 генов, связанных с метаболизмом этих веществ, в то время как у пчелы только три, а у дрозофилы — четыре. Это говорит о важности данного пути в муравьиной коммуникации. Например, гамергаты публично объявляют о своем новом репродуктивном статусе изменением углеводородного состава кутикулы.

    «Так как каждый муравей в колонии несет одинаковую генетическую информацию,  — объясняет Рейнберг, — разные нервные связи и специализация поведения в соответствии с социальным рангом могут контролироваться только эпигенетическими механизмами». Их понимание важно не только для раскрытия тайн муравьиной жизни, но и для изучения эпигенетических механизмов в работе мозга человека, считают ученые.


    источник http://www.infox.ru/


                                                                                     ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

                                                                                     ОБЗОРЫ,СТАТЬИ

    Категория: НАУКА | | Теги: Учёные, насекомые, генетика | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    валютный рынок форекс
    Имя *:
    Email *:
    Код *:
    Copyright MyCorp © 2018
    Сделать бесплатный сайт с uCoz
    Система регистрации в каталогах, статьи про раскрутку сайтов; форум, услуги продвижения и рекламы сайтов; контекстная реклама