Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации?

[macroevolution]

"Братоубийством" (фратрицидом) назвали явление, обнаруженное у стрептококков, которые в определенных условиях убивают токсинами других стрептококков (безвыборочно, в том числе и представителей того же штамма, генетически неотличимых от убийц), а затем поглощают ДНК, высвободившуюся из разрушенных клеток, и встраивают фрагменты чужих хромосом в свой геном.

Теперь аналогичное явление найдено у холерных вибрионов, которые используют для убийства собратьев удивительную молекулярную машинку - "секреторную систему типа VI". Она представляет собой не что иное, как ножку бактериофага, развернутую в обратную сторону. Бактериофаг использует этот белковый комплекс для протыкания клеточной стенки бактерии и впрыскивания в жертву своей ДНК. Бактерии, "одомашнившие" этот набор вирусных генов, используют систему для протыкания оболочки других клеток (бактериальных или эукариотических) и введения туда различных "эффекторов" (например, токсинов).



Бактериофаг (слева) и секреторная система типа VI.

Как и стрептококки, вибрионы поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают  их в свой геном. Более того, у вибрионов даже обнаружена единая регуляция генов, ответственных за построение секреторной системы типа VI и за поглощение чужой ДНК.

Подробнее на "Элементах"

При всей соблазнительности идеи о том, что бактерии могут убивать сородичей, чтобы поживиться их наследственной информацией, мне кажется, всех выгод ГПГ недостаточно для развития такой адаптации. Скорее всего, в основе развития адаптации - борьба с конкурентами и каннибализм (ДНК заглатывается прежде всего как пища, на запчасти-нуклеотиды), а эпизодический ГПГ в этой ситуации - лишь побочный эффект. А вы как думаете? Может ли развиться под действием Е.О. способность к убийству соседей и заглатыванию их ДНК, если единственной выгодой от этого является шанс встроить чужой аллель себе в геном?

Comments

[ichthuss]

А почему вы по-другому не можете? Случайно?

[http://users.livejournal.com/_dmitrii/]

http://macroevolution.livejournal.com/185810.html?thread=12582866#t12582866

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Может лучше ответите вместо того, чтобы спрашивать?

[ichthuss]

А я уж думал, все читатели этого журнала в курсе. Ну ок, повторю то, что автор говорил многократно: горизонтальный перенос генов, и половое размножение как его высшая форма, выгодны тем, что позволяют случайным образом комбинировать различные гены, и, таким образом, осуществлять отбор удачных и неудачных мутаций на уровне отдельных генов, а не целых геномов. Например, без этого процесса две удачные мутации, возникшие у разных организмов, никогда не совместятся в рамках одного, и наоборот, неудачная мутация, возникшая в организме с полезной мутацией, будет всегда её отягощать (с поправкой на вероятность обратной мутации).

[1greywind.livejournal.com]

В плане влияния на глобальные параметры климата у вулканов куда больше преимуществ - вулканические извержения производят ну очень много пыли, которая выбрасывается в стратосферу и держится там годами.

А если брать действительно масштабные вулканические события, ну скажем Сибирские трапы, то человек и рядом не стоял - те извержения длились десятки тысяч лет непрерывно и буквально отравили атмосферу всей планеты.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Я с этим согласен. Для прокариотов горизонтальный перенос генов - хороший заменитель полового размножения.

Но тогда эволюционной единицей следует считать популяцию, а не индивидуальные гены (как считает Доккинз).

Тот же Марков пару месяцев назад говорил, что эусоциальность у пчёл обусловлена особенностями наследования индивидуальных генов, когда сёстры генетически ближе, чем родители-дети.
Из этого я сделал вывод, что он разделяет концепцию Доккинза.
А теперь он рассказывает про технологию горизонтального переноса, которая концепции Доккинза противоречит.

[andrei-enioutin.livejournal.com]

По моему мнению все дела в наномире, о котором собственно и идет речь в этом рассказе), ведутся по своим наномирским правилам, которые до сих пор нам малопонятны. Поэтому "поживление" чужой информацией с нашей точки зрения, вряд ли имеет тот же смысл в для бактерий. Наша "логика" хорошо "срабатывает" на достаточно крупных объектах, но чем меньше зараза) тем меньше мы ее понимаем.

[ins0mnis.livejournal.com]

Там может быть ген токсина, который бактерия не сможет секретировать и отравится.

[ins0mnis.livejournal.com]

Эволюция это всегда рулетка. Выживут только удачно мутировавшие, остальные - в расход.

[tlkingfrog.livejournal.com]

Прионы

[lordn.livejournal.com]

мало получить удачную мутацию, надо при этом еще и находиться в удачном месте

[ins0mnis.livejournal.com]

Я учился на биофаке и тоже ничего о таком не слышал. Только у вышеупомянутых бактерий и некоторых простейших. Возможно, у примитивных многоклеточных. И даже если будет обнаружено обратное - гены в ГМО ничем (пока) принципиально не отличаются от природных. Обычно это те же самые гены, перенесённые в несвойственный для них организм, это не делает их более приспособленными к горизонтальному переносу.

[ins0mnis.livejournal.com]

Вы путаете. Структура питания влияет, но не посредством содержащейся в пище ДНК. Влияет только через естественный отбор, для этого требуются десятки тысяч лет. На такой временной шкале скорость селекции и генной инженерии сравнимы. К тому же современный человек практически исключён из эволюционного процесса.

[ins0mnis.livejournal.com]

Само собой. Нужно ухватить удачную мутацию, попасть в условия, где от неё будет польза и не сдохнуть от каких-то третьих факторов в процессе. Всё сложно.

[misha-makferson.livejournal.com]

Я тоже ставлю скорее на "жрат" чем на "украсть гены".

[ins0mnis.livejournal.com]

Есть мнение, что сам ген)

[ins0mnis.livejournal.com]

Прионы через поколение не передаются - от них дохнет заражённое животное собственной персоной.

[http://users.livejournal.com/_dmitrii/]

Структура питания влияет, но не посредством содержащейся в пище ДНК.

Вот этот вопрос я и задаю здесь - какие есть основания к такому утверждению? Учитывая, что детально геном проанализировали только совсем недавно, такие исследования, если они действительно есть, должны быть еще у всех на слуху.
Но пока что-то внятное ответил только сам Александр Владимирович, не прокомментировав, тем не менее, свое "почти". Остальные аргументы исключительно из серии "я о таком не знаю, значит этого не существует". Очередным псаломом повеяло, извините.

[ins0mnis.livejournal.com]

Ну его гены тоже выигрывают, если получена полезная мутация.

[ins0mnis.livejournal.com]

Попытаюсь корректно сформулировать - в биологии ещё много "тёмной материи", и факты говорят о возможности переноса генов у многоклеточных. Но механизм такого переноса пока не выяснен. Достоверно известно что: явление это крайне редкое, так как при половом процессе в этом нет особой необходимости; молекула ДНК не может самостоятельно попасть в клетку кишечника, сохранив структуру, а каких-либо специальных мембранных каналов для неё у многоклеточных не обнаружено. Но даже если пути проникновения ДНК в клетку человека будут описаны - ДНК ГМО не будет иметь никаких преимуществ в их использовании, а продукты её трансляции не будут каким-либо образом более опасны чем белки других организмов (хотя опасными быть потенциально могут).

[kant-elz.livejournal.com]

Это мне известно. Просто непонятна эволюционная выгода подобных заимствований. Мутаций и так вполне достаточно.

[kant-elz.livejournal.com]

А до какой степени пища разлагается в пищеварительном тракте. Могут ли там, вообще, уцелеть гены или распад происходит всё-таки до аминокислот?
А аминокислоты у всех одинаковые...

[ins0mnis.livejournal.com]

Точечных мутаций достаточно, а тут если повезёт можно целый рабочий ген ухватить, а то и оперон.

[kant-elz.livejournal.com]

Есть влияние на генотип от пищи! У китайцев и индийцев кишечник длиннее, так как они едят много растительных кормов и мало концентрированных белковых продуктов. Это - факт! И что? Сильно это мешает китайцам?

[http://users.livejournal.com/_dmitrii/]

Насколько редкое это явление? Миллиарды жующих людей, 1000 раз в год, триллион клеток за раз - редкое на этом фоне?

Чужому ДНК совершенно необязательно попадать в клетку целиком. Достаточно, если туда попадут продукты неполного разложения этой ДНК. В случае "традиционных" ДНК клетка уже "знает" как поступать с теми или иными фрагментами - за это отвечают предыдущие миллионы лет эволюции.
Вы имеете какое-то представление, насколько корректно отреагирует клетка на продукты разложения ГМО ДНК? Ну, кроме интуитивной веры "да все нормально, бля буду" )