ДНК раскрыла тайну происхождения самых жизнестойких животных на Земле

Микроскопические тихоходки заслужили славу самых «неубиваемых» животных на планете: они способны переносить заморозку почти до абсолютного нуля и нагрев до 150 °С, десятилетиями обходиться без пищи. Им нипочем ни космический вакуум, ни давление в тысячи атмосфер, ни полное обезвоживание. Неудивительно, что крошечные существа привлекают огромный интерес. Исследовала их и команда ученых из Японии и Великобритании во главе с Максом Блакстером (Mark Blaxter) и Казухарой Аракава (Kazuharu Arakawa), статью которых публикует журнал PLOS Biology.

Лишь несколько месяцев назад обнаружилось, что потрясающие способности тихоходок переносить обезвоживание и некоторые другие экстремальные условия могут быть связаны с производством специальных «стекленеющих» белков, которые покрывают их непроницаемым защитным слоем. У разных тихоходок этот процесс развивается по-разному: например, у Ramazzottius varieornatus при необходимости эти белки будут наготове уже через несколько минут, а у Hypsibius dujardini на запуск их синтеза уходит 1-2 суток.

Авторы новой работы сравнили работу соответствующих генов у этих двух видов тихоходок. Оказалось, что по последовательности ДНК они практически идентичны, а разница возникает только из-за особенностей контроля их активности. В число таких генов входят не только гены «стекленеющих» белков, но также и гены систем репарации («ремонта») ДНК, а также белков, защищающих клетки от окислительного стресса. Наконец, ученые попытались ответить на еще более интересный вопрос: где именно разместить тихоходок на «древе жизни»?

Считается, что тихоходки (Tardigrada) близки к членистоногим, и авторы сравнили их геномы с ДНК насекомых и пауков, а также червей-нематод. Основное внимание они уделили НОХ-генам, высококонсервативным участкам, которые контролируют раннее развитие организма, задавая общий план формирования тела: наличие передней и задней сторон, билатеральную симметрию, сегментированность и т. п. У членистоногих имеется десять НОХ-генов, у тихоходок их оказалось только пять – как у нематод. Судя по всему, именно к ним эти странные животные ближе всего.

Несколько лет назад другая группа биологов, проанализировав ДНК тихоходок, предположила, что они способны активно использовать горизонтальный перенос генов, так что геном их содержит отдельные «полезные» фрагменты, заимствованные у других видов животных и, возможно, даже бактерий. Новая работа, похоже, опровергает эти выводы, а «чужие» гены, обнаруженные ранее, могут оказаться простым загрязнением. По словам ученых, геном тихоходок оказался вполне «нормальным», хотя и «нормальность» их чрезвычайно необычна.