Разкриха уникален метод на мравките за разпознаване на стотици миризми

Молекулярни биолози от САЩ откриха, че мравките използват уникален метод за активиране и заглушаване на гени, свързани с обонянието, което позволява на антените им да разпознават стотици различни миризми и химични сигнали, съобщи пресслужбата на университета Рокфелер.

„Открихме нова форма на генна регулация. Това откритие ясно демонстрира важността на изучаването не само на моделни животни, но и на други същества. Ако не бяхме започнали да изучаваме този вид мравки, никога нямаше да открием това фундаментално молекулярно явление, което няма аналози при плодовите мушици, често използвани в експерименти с насекоми“, обясни Даниел Кронауер, професор в университета Рокфелер (САЩ).

Учените направили това откритие, докато изучавали един от най-необичайните видове мравки, Ooceraea biroi, чиито колонии се състоят от множество женски „клонинги“, които се излюпват от неоплодени яйца, снесени не от царици, а от работнички. Техният геном съдържа петстотин ДНК области, отговорни за разпознаването на различни миризми, всички много близо една до друга.

Биолозите се заинтересували как тези гени се активират в различните видове обонятелни рецептори, разположени в антените на мравките. За да получат тази информация, учените събрали проби от нервни клетки, отговорни за разпознаването на различни миризми, и сравнили нивата на активност на съседни гени, кодиращи различни видове обонятелни рецептори. Тези измервания неочаквано разкрили, че само един „обонятелен“ ДНК регион е активен във всеки тип неврон, въпреки факта, че клетката чете и съседни гени.

Последващо проучване на този процес разкри, че мравките са разработили уникален механизъм за блокиране на активността на „ненужните“ гени. Ензимът РНК полимераза играе ключова роля в този процес, като чете отделни гени и образува техни копия, за да произвежда нови протеини. Обикновено, при четене на дълги участъци от ДНК, техните копия се „разрязват“ на фрагменти, съдържащи копие само на един ген. В случая с мравките обаче това не се случва – създава се много дълга РНК молекула, съдържаща няколко гена едновременно.

Както открили учените, само първият „обонятелен“ ген се „изрязва“ от цялата дълга РНК молекула, докато останалата част от РНК веригата остава вътре в ядрото, където не може да бъде обработена от клетъчните „фабрики за протеини“. В резултат на това, само един ген, отговорен за разпознаването на миризмата, остава активен в обонятелния неврон на всяка мравка. Това позволява на тези насекоми лесно да различават стотици различни аромати и да ги използват, за да намират храна и да комуникират с други насекоми, заключиха учените.

Прочети цялата публикация