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

[viktor-ch.livejournal.com]

Думается мне, что не случайно тема о "братоубийстве" (фратрициде) именно сейчас в блоге АВМ появилась...

[firrior.livejournal.com]

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.

[kant-elz.livejournal.com]

Но в чужом геноме есть ведь не только полезные участки? А если они присоединят вредные мутации?

[macroevolution.livejournal.com]

Холерные вибрионы - что с них взять.
Я тут ни при чем. Вышла статья в Science, важная с эволюционной точки зрения.

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

поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают их в свой геном

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

[viktor-ch.livejournal.com]

В общем, у холерных вибрионов своя естественная жизнь своим чередом идёт, у гомо сапиенс - своя непрерывная сумасшедшая холера.

[macroevolution.livejournal.com]

Человеки так еще не умеют, но пытаются научиться.

[gegmopo4.livejournal.com]

И кто тогда выгодоприобретатель такого ГПГ? Бактерия-убийца, присвоившая чужие гены, или бактерия-жертва, распространившая свои гены?

[dims12.livejournal.com]

Если верить Докинзу, то это не организмы присваивают чужую информацию, а это гены жертв вынуждают убийц поглотить их :)

Братоубийство как способ присвоения чужой наследстве

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь 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? [...]

[macroevolution.livejournal.com]

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.

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

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?

[macroevolution.livejournal.com]

Это точно

[aosypov.livejournal.com]

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.

[macroevolution.livejournal.com]

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.

[1greywind.livejournal.com]

Чую, что после пары перепостов эта статья начнет цитироваться как подтверждение суеверия "съел ГМО картошку, а потом жабры выросли".

[macroevolution.livejournal.com]

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.

[macroevolution.livejournal.com]

да на здоровье :)

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

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...

[gegmopo4.livejournal.com]

Тем более, что учоные подтверждают (http://macroevolution.livejournal.com/185810.html?thread=12573394#t12573394).

[macroevolution.livejournal.com]

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.

[lvqcl.livejournal.com]

откуда уверенность в полной безопасности тех мутантов, которых вы сейчас едите?

[firrior.livejournal.com]

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)

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

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.

[dims12.livejournal.com]

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.