№ 2(11)

Май – июнь

Russian Traveler №2(11) 2024

Ужасный паразитический червь: похищает гены своего хозяина, чтобы контролировать его разум

Фото: Wikimedia Commons

Червь Chordodes formosanus рядом с богомолом

Эти существа наполняют разум своих хозяев белками, созданными из скопированных фрагментов их собственных геномов.

Паразитические волосяные черви вида Chordodes formosanus, обитающие в кишках богомолов (Mantodea), заставляют своих хозяев идти к воде и топиться. Теперь ученые раскрыли секрет этого контроля над разумом богомолов: черви крадут генетический код своих хозяев.

Настраивая против них собственные гены богомолов, волосяные черви захватывают своих хозяев с помощью молекулы, которая заставляет их маршировать к свету, мерцающему на поверхности воды. Как только их жертвы бросаются в воду, черви выбираются на свободу.

Жизненный цикл волосяных червей обычно начинается в прудах, лужах, заводях и ручьях, где они вылупляются из яиц, а затем добираются «автостопом» до берега, присасываясь к водным насекомым. Будучи съеденными богомолами и сверчками, они быстро растут внутри своих хозяев, а затем высвобождают шквал биохимических сигналов, удивительно похожих на те, которые используются в телах хозяев, чтобы превратить своих жертв в бессильных зомби.

Чтобы выяснить, как черви достигли такой молекулярной мимикрии, исследователи провели генетический анализ червей до, во время и после того, как они манипулировали своими хозяевами-богомолами.

Ученые обнаружили, что когда хозяином манипулировали, экспрессия 4500 генов червя изменилась, в то время как экспрессия генов богомола осталась неизменной. Это признак того, что черви использовали гены хозяев для создания своих собственных белков.

Изучив соответствующие гены в базе данных, исследователи обнаружили, что 1400 генов C. formosanus близко соответствуют генам, принадлежащим богомолам, чью нервную систему захватывают черви. Эти гены отсутствовали у других видов волосяных червей, которые не используют богомолов в качестве хозяев.

«Поразительно, но многие гены волосяных червей, которые могли играть важную роль в манипулировании своими хозяевами, были очень похожи на гены богомолов, что позволяет предположить, что они были приобретены посредством горизонтального переноса генов», – Таппей Мишина, биолог из Киотского университета в Японии.

Горизонтальный перенос генов или перемещение генов между особями, не являющимися родителями или потомками, когда-то считался довольно редким процессом, происходящим только у бактерий. Однако недавно ученые обнаружили, что это явление происходит у диких растений, растительных паразитов и даже между змеями и лягушками через общих паразитов, таких как пиявки.

Приобретая новые гены или функции, этот процесс позволяет организмам адаптироваться быстрее, чем они могли бы за счет одной только мутации, и это одна из причин растущей устойчивости к антибиотикам многих супербактерий.

«Многие случаи горизонтального переноса генов, которые мы обнаружили у волосяных червей, могут стать хорошей моделью для изучения. Используя эту модель, мы надеемся улучшить наше понимание эволюционной адаптации», – заключил Мишина.