Исследование, возглавляемое специалистами Мэрилендского университета, показало, что самооплодотворяющиеся черви потеряли почти четверть своего генома, включая гены, делающие сперму конкурентоспособной.

Проект предполагает наличие причинно-следственной связи. Развив способность к самовоспроизводству, черви лишились 25% генома. Выводы исследования представлены в журнале Science.

«Согласно результатам, гены, остававшиеся ключевыми десятки миллионов лет, могут неожиданно стать бесполезными, даже когда меняется половая система», — сказал профессор Эрик Хааг, возглавлявший проект.

Миллион лет назад черви Caenorhabditis briggsae развили способность к самооплодотворению. В результате большинство особей стали гермафродитами. Чтобы изучить, как данные изменения повлияли на эволюцию C. briggsae, Эрик Шварц, доцент молекулярной биологии и генетики Корнелльского университета и один из ответственных авторов работы, секвенировал геном Caenorhabditis nigoni, близкого родственника червя. Последний всегда размножается спариванием. Сравнивая геномы видов, исследователи обнаружили, что самооплодотворяющиеся C. briggsae имеют на 7 000 генов меньше, чем C. nigoni.

Так как основное отличие нематод заключается в способе размножения, ученые предположили, что именно с ним связана потеря кодирующих структур. Для подтверждения гипотезы они сравнили генетическую активность самцов и самок C. nigoni, выяснив, что почти 75% отсутствующих у C. briggsae активнее у первых.

Дальнейшие опыты сосредоточились на «мужских секретированных коротких» (mss) генах, отсутствующих у гермафродитов. Предыдущее исследование показало, что они активны только у самцов, скрещивающихся с особями с другим генотипом. Ученые выяснили, что структуры кодируют короткие белки, покрывающие поверхность клеток спермиев и повышающие их конкурентоспособность.

«Тот факт, что все самооплодотворяющиеся особи потеряли mss гены предполагает, что они вредили им при данном способе размножения», — отметил Хааг.

Теперь ученые хотят выяснить, как эти структуры помогают спермиям конкурировать. Они также планируют изучить оставшиеся 7 000 потерянных генов и выяснить их роли в организмах C. briggsae.