macroevolution: (anomalocaris)
macroevolution ([personal profile] macroevolution) wrote2015-01-08 06:23 pm

Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации?

"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?

[identity profile] viktor-ch.livejournal.com 2015-01-08 02:30 pm (UTC)(link)
Думается мне, что не случайно тема о "братоубийстве" (фратрициде) именно сейчас в блоге АВМ появилась...

[identity profile] firrior.livejournal.com 2015-01-08 02:31 pm (UTC)(link)
Ответ ведь всегда одинаков: да, если это даёт преимущество в выживании, так?

Преимущество в выживании будет, если собственные гены повреждены - например, мутировали. И тут бактерия такая опа! заглатывает чужого гена нужный кусок. Но какова вероятность того, что в надежде отхватить нямку агрессор не сожрал ещё большую отраву? Вот если бы сразу после зохавывания чужого гена бактерия-кусака делилась бы пополам: одна с новой копией, другая со старой, тогда у одной из них было бы преимущество. А так, мне кажется, она сменяла шило на мыло.
ext_659943: (Default)

[identity profile] kant-elz.livejournal.com 2015-01-08 02:33 pm (UTC)(link)
Но в чужом геноме есть ведь не только полезные участки? А если они присоединят вредные мутации?

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:33 pm (UTC)(link)
Холерные вибрионы - что с них взять.
Я тут ни при чем. Вышла статья в Science, важная с эволюционной точки зрения.
Edited 2015-01-08 14:35 (UTC)

[identity profile] http://users.livejournal.com/_dmitrii/ 2015-01-08 02:37 pm (UTC)(link)
поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают их в свой геном

Человеки тоже так умеют или это особенность только низших форм жизни?

[identity profile] viktor-ch.livejournal.com 2015-01-08 02:38 pm (UTC)(link)
В общем, у холерных вибрионов своя естественная жизнь своим чередом идёт, у гомо сапиенс - своя непрерывная сумасшедшая холера.
Edited 2015-01-08 14:39 (UTC)

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:39 pm (UTC)(link)
Человеки так еще не умеют, но пытаются научиться.
ext_605364: geg MOPO4 (geg_MOPO4)

[identity profile] gegmopo4.livejournal.com 2015-01-08 02:39 pm (UTC)(link)
И кто тогда выгодоприобретатель такого ГПГ? Бактерия-убийца, присвоившая чужие гены, или бактерия-жертва, распространившая свои гены?

[identity profile] dims12.livejournal.com 2015-01-08 02:43 pm (UTC)(link)
Если верить Докинзу, то это не организмы присваивают чужую информацию, а это гены жертв вынуждают убийц поглотить их :)
Edited 2015-01-08 15:18 (UTC)

Братоубийство как способ присвоения чужой наследстве

[identity profile] livejournal.livejournal.com 2015-01-08 02:44 pm (UTC)(link)
Пользователь [livejournal.com profile] vakomi сослался на вашу запись в своей записи «Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации? (http://vakomi.livejournal.com/6374731.html)» в контексте: [...] Оригинал взят у в Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации? [...]

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:44 pm (UTC)(link)
Правильно, с точки зрения "интересов" индивидуальной бактерии такое занятие бесперспективно.
А с точки зрения штамма или генома (комплекса аллелей и т.п.) оно дает шанс, что у какой-то небольшой части особей после заимствования случайных чужих генов приспособленность повысится. Причем повысится сильнее, чем у тех микробов, которые ничьих генов не заимствовали, а только случайно мутировали. Эти-то особи с высокой приспособленностью и унаследуют мир, а вместе с ними распространятся и гены, отвечающие за заимствование чужих генов.

[identity profile] http://users.livejournal.com/_dmitrii/ 2015-01-08 02:44 pm (UTC)(link)
Правильно ли я понимаю, что сейчас человеки строят свою ДНК только из пищи, расщепленной до аминокислот, или же встраивание инородных фрагментов все-таки частично возможно?

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:45 pm (UTC)(link)
Это точно

[identity profile] aosypov.livejournal.com 2015-01-08 02:46 pm (UTC)(link)
С точки зрения индивидуума Ваша логика "шило на мыло" работает. Но бактерии, если можно так выразиться, живут не индивидуумами, а клонами. Клону выгоднее получить доп. разнообразие, причем по Вашей же логике - просто Ваша бактерия "поделилась пополам" не после, а до.

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:47 pm (UTC)(link)
Встраивание инородных фрагментов все-таки возможно. Об этом свидетельствует огромное количество встроенных вирусных геномов в геноме человека.
Перенос генов от бактерий к многоклеточным - тоже иногда происходит, хоть и редко.
От одного многоклеточного к другому горизонтальный перенос генов не происходит почти никогда.

[identity profile] 1greywind.livejournal.com 2015-01-08 02:48 pm (UTC)(link)
Чую, что после пары перепостов эта статья начнет цитироваться как подтверждение суеверия "съел ГМО картошку, а потом жабры выросли".

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:51 pm (UTC)(link)
Хороший вопрос! Дальше много чего можно нафантазировать.
Например, гены жертв могут быть заинтересованы в том, чтобы избавиться от хозяина-неудачника и перейти в геном более конкурентоспособного организма.
Гены, "подставляющие" хозяина под убийственную T6SS соседа.
Гены-патриоты и гены-предатели и т.д.

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 02:53 pm (UTC)(link)
да на здоровье :)

[identity profile] http://users.livejournal.com/_dmitrii/ 2015-01-08 02:55 pm (UTC)(link)
Если "почти никогда", но видимо все-таки возможен, откуда тогда уверенность в полной безопасности ГМО? Встраивание генов обычных живых организмов опробовано эволюцией не одним десятком миллионов лет, но будет ли эффект таким же и в случае ГМО - вопрос, однако. Изменение статистики наследственных заболеваний это не вопрос какого-то разового исследования "на кошечках". Негативный эффект, если он есть, проявится спустя несколько поколений...
ext_605364: geg MOPO4 (geg_MOPO4)

[identity profile] gegmopo4.livejournal.com 2015-01-08 02:57 pm (UTC)(link)
Тем более, что учоные подтверждают (http://macroevolution.livejournal.com/185810.html?thread=12573394#t12573394).

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2015-01-08 03:04 pm (UTC)(link)
Просто нет никаких молекулярно-биологических оснований предполагать, что ГМО в этом отношении могут быть опаснее, чем не-ГМО. В нашей пище, которая не ГМО, и так море всяких мобильных элементов, плазмид и вирусов. В том числе активных (в отличие от ГМО), которые и "хотели" бы встроиться куда не надо, если бы могли. Но ничего никуда не встраивается, когда мы всё это съедаем. А из ГМО и подавно не встроится.

[identity profile] lvqcl.livejournal.com 2015-01-08 03:05 pm (UTC)(link)
откуда уверенность в полной безопасности тех мутантов, которых вы сейчас едите?

[identity profile] firrior.livejournal.com 2015-01-08 03:08 pm (UTC)(link)
Единственное, чего в этом плане удалось достичь человечеству, это прионные болезни :) В Википедии есть статья, Болезнь Крейтцфельдта — Якоба (https://ru.wikipedia.org/wiki/Болезнь_Крейтцфельдта_—_Якоба)

[identity profile] http://users.livejournal.com/_dmitrii/ 2015-01-08 03:09 pm (UTC)(link)
ГМОшных мутантов или перекормленных химией?
Уверенности конечно нет, но перекормленные мутанты хотя бы ДНК имеют ту же самую. Вред, если он и будет, то мне, а не потомству.

[identity profile] dims12.livejournal.com 2015-01-08 03:09 pm (UTC)(link)
Коллектив аллелей -- это банда. Когда они захватывают другие банды, то получают в свой состав их опыт: кто-то талантливый медвежатник, кто-то талантливый карманник. Для банды всяко лучше.

Page 1 of 8