Гены «дьявольского червя» раскрывают секреты выживания в адской жаре

«Дьявольские черви» Halicephalobus mephisto выглядят совсем не пугающе: не набирая в длину и миллиметра, эти крошечные нематоды лишены рогов, клыков и прочих устрашающих атрибутов. Однако в 2011 году, когда они были открыты, ученые «чуть не до смерти перепугались»: никто не ожидал, что эти существа, извлеченные из золотоносной руды, с глубины в несколько километров, окажутся живы, активны и подвижны.

Тем не менее ученым удалось их не только найти живыми, но и получить потомство в лаборатории. «Дьявольские черви» оказались способны переносить высокие температуры, почти полное отсутствие кислорода и избыток токсичного метана. Биологи продолжают исследовать этих удивительных существ, и в статье, опубликованной в журнале Nature Communications, Джон Брахт (John Bracht) и его соавторы раскрывают некоторые интересные детали генетики H. mephisto.

Дело в том, что клетки всех живых организмов — от микробов до людей — в ответ на повышение температуры или другой сильный стресс производят специальные белки теплового шока (Heat Shock Proteins, HSP). Они позволяют стабилизировать структуры других белков, сохраняя их работоспособность, выполняют и другие защитные функции. У «дьявольских червей», как показало секвенирование ДНК, гены некоторых из HSP дуплицированы и имеются в нескольких копиях.

В частности, генов белка Hsp70 у нематод нашлось аж 112 штук, и эксперименты показали, что по мере роста температуры их активность в клетках возрастает. Похоже, они позволяют «дьявольским червям» синтезировать особенно большие количества белков Hsp70 и эффективнее защищать внутриклеточные структуры.

Кроме того, у H. mephisto нашлись целых 63 копии гена AIG1, участвующего в механизмах «программируемой гибели» клеток — апоптоза. Для нематод он крайне нехарактерен и, судя по последовательности ДНК, был заимствован червями во время горизонтального переноса генов еще давно. Судя по той же последовательности, источниками гена могли выступать грибы, которые являются симбионтами корней растений.

С другой стороны, при повышении температуры активность AIG1 не возрастала: по-видимому, он нужен H. mephisto для адаптации к другим стрессовым факторам жизни в подземелье. Авторы отмечают, что не так давно множество копий Hsp70 и AIG1 они обнаружили у обыкновенных устриц. Этим моллюскам приходится переносить сильные перепады температуры, связанные с жизнью в приливно-отливной зоне. Возможно, это каким-то образом связывает их с «дьявольскими червями».