Ученые пролили свет на происхождение полов

Нынешняя работа предоставляет первое эмпирическое обоснование модели, предполагающей, что двуполые организмы появились благодаря процессу постепенного захвата генов.

Используя в качестве моделей многоклеточную зеленую водоросль Volvox carteri и ее одноклеточного родственника Chlamydomonas reinhardtii, ученые из института Солка (Salk Institute for Biological Studies) исследовали секреты появления различий между женскими и мужскими организмами.

Нынешняя работа предоставляет первое эмпирическое обоснование модели, предполагающей, что двуполые организмы появились благодаря процессу постепенного захвата генов. Последние брали на себя функции по производству мужских и женских клеток (гамет).

«Гаметы одноклеточных, таких как хламидомонады, выглядят одинаково. Многоклеточный вольвокс производит различимые мужские и женские клетки (простейший диморфизм). Но как произошел этот переход, никто не знает », — поясняет Джеймс. Умен и его команда исследовали генетические коды V. carteri и C. reinhardtii и обнаружили так называемый локус спаривания (mating locus) – аналог X — и Y-хромосом, определяющих пол.

Локус более сложного V. carteri был в пять раз длиннее такового у хламидомонад (при этом часть генов в локусах были одинаковыми). Откуда взялись дополнительные гены? Чуть позже выяснилось, что некоторые из них присутствуют и у C. reinhardtii, только не в локусе спаривания, а рядом с ним. Получается, что многоклеточный организм «нанял их на работу» в половом размножении.

«До сих пор считалось, что половые хромосомы – это области постоянного разрушения, потери генов, не используемых для полового размножения, — рассказывает в пресс-релизе Умен. – Мы же увидели регионы, в которых происходит быстрый набор и переподготовка нового генетического материала».

Сейчас биологи изучают эти новоприобретенные гены локуса V. carteri, чтобы понять роли каждого из них в определении пола и половом развитии. Кое-какие данные уже получены – читайте о них в статье авторов работы в журнале Science.