Из краткой истории:
Pristionchus (лат.) — род круглых червей семейства Diplogastridae Micoletzky, 1922 (или Neodiplogasteridae) из отряда Rhabditida (или Diplogasterida, Nematoda). Более 20 видов, включая нематоду Pristionchus pacificus, которая в качестве модельного организма используется в работах по эволюционной биологии развития.
В настоящее время описано более 24 тыс. видов паразитических и свободноживущих нематод, однако оценки реального разнообразия, основывающиеся на темпах описания новых видов (в особенности специализированных паразитов насекомых), предполагают существование около миллиона видов. Тип нематод включает 3 класса, 31 отряд, 267 семейств, 2829 родов и 24 783 вида, причём ископаемые таксоны представлены в 2 родах 10 видами; есть также 7 родов и 7 видов, известных только в ископаемом состоянии. Многие представители стали паразитами или комменсалами животных всех крупных систематических групп, включая простейших. Они вызывают нематодные болезни растений или нематодозы у животных и человека. У поражённых растений наблюдается гибель корней, порча корнеплодов и образование галлов. Стеблевые нематоды вызывают растрескивание стеблей, гофрировку листьев и так далее. Нематоды, паразитирующие в организме животных, являются возбудителями инвазионных болезней. Наиболее известные паразиты человека среди круглых червей: аскариды, острицы, трихинеллы, анкилостомы, ришта. Их яйца попадают в человека при несоблюдении правил личной гигиены с загрязнённой пищей и водой.
Помимо огромного разнообразия видов приведу ещё факт, который мне показался интересным.
Пищевое поведение P.pacificus зависит от варианта строения рта: особи с узким ртом и одним тупым зубом питаются преимущественно бактериями, черви с широким ртом и двумя крупными зубами являются активными хищниками. И хищники, среди прочего, поедают личинки других нематод. Личинок других нематод, а не своих. Но вот вопрос — Как они различают своих от чужих?
Этому было посвящено исследование учёных, результат которого был опубликован в журнале Science На первой стадии исследования ученые наблюдали за тем, как нематоды четырех видов уничтожают личинки круглого червя Caenorhabditis elegans: никто из них не трогал собственное потомство. Далее они проверили, может ли P.pacificus отличать собственные личинки от личинок родственных ему видов. P.pacificus не ошибались и в этом случае, что позволило авторам заключить, что распознавание своего и чужого у них видоспецифично. Ученые провели генетическое картирование двух штаммов P.Pacificus,хищных по отношению друг к другу и нашли ген Contig6-snap.268, который участвует в этом процессе. Они назвали этот ген self-1. Ген self-1 кодировал пептид из 63 аминокислот. Сравнительный анализ пептидов SELF-1 различных штаммов P.Pacificus показал, что решающую роль в их специфичности играет последовательность аминокислот в С-конце пептида. Учёные сделали вывод, что этот ген таксон-специфический. И что пример этих хищных нематод дает важные данные о системе распознавания «свой-чужой», а также эволюционных механизмах, которые могут способствовать внутривидовой конкуренции.
Второе исследование учёных, результаты которого были опубликованы в Cell , касались выявлению того, как C. elegans научились избегать патогенных бактерий Pseudomonas aeruginosa(PA14).
Эпигенетическая память позволила круглым червям Caenorhabditis elegans запомнить вред от бактерии Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка) настолько хорошо, что их потомки продолжали обходить их стороной на протяжении четырех поколений. В природе черви C. elegans часто живут в соседстве с бактериями, некоторые из которых могут служить пищей, а другие, например синегнойные палочки P. aeruginosa, — патогенами. Известно, что если расположить этих бактерий и червей вместе, то поначалу P. aeruginosaпривлекают нематод, но затем, в течение нескольких часов, учатся их избегать.
Ученые сравнили транскрипционные профили нематод родителей и их потомков, которые взаимодействовали с синегнойной палочкой или с бактерией E. coli (контрольное условие). Основные различия обнаружились в нейронах; в частности, у червей знакомых с P. aeruginosa, и их «злопамятного» потомства оказалась повышена активность daf-7 — лиганда белка TGF-β в нейронах, которые отвечают за избегание патогенных бактерий. Оказалось, что блокировка этого гена у потомства нематод «стирает» их память и синегнойные палочки снова становятся для них привлекательными.
Управление активностью генов, как выяснили ученые, происходит во многом при помощи модификаций гистонов, — белковых комплексов, на которые намотана ДНК. В зависимости от них меняется плотность упаковки ДНК и, соответственно, ее доступность для белков, участвующих в синтезе РНК. В свою очередь, своим появлением гистоновые модификации могут быть обязаны взаимодействию белков аргонавтов и некодирующих piРНК. Именно этот способ регуляции активности генов оказался критичен для формирования эпигенетической памяти нематод: выключение генов этого пути лишало животных способности передавать память о вредных бактериях потомству.
Исследователи, таким образом, подтвердили, что черви способны передавать такую «память» своим детям так, что интерес к этим патогенам появляется вновь только в пятом поколении. При этом нематоды не запоминали других, менее опасных бактерий.
Источники: Википедия, статья на N+1, статья на N+1
Фото Lightfoot et al. / Science, 2019
Отправить ответ