Тараканы оказались наполовину бактериями. Ученые обнаружили нечто невероятное в их геноме.
Тараканы и раньше имели репутацию существ, способных выжить практически в любых условиях. Теперь новое геномное исследование показало нечто еще более удивительное: в собственном геноме они скрывают тысячи фрагментов бактериальной ДНК.
Исследователи обнаружили , что несколько видов тараканов несут тысячи крошечных фрагментов ДНК, сходных с ДНК *Blattabacterium cuenoti* — бактерии-симбионта, живущей внутри родственников тараканов на протяжении миллионов лет.
Это не означает, что тараканы в каком-то простом смысле «частично состоят из бактерий». Но это доказывает, что геномы животных могут быть гораздо более сложными и тесно связанными с микробным миром, чем считалось ранее.
Гены могут перемещаться между неродственными видами в ходе процесса, называемого горизонтальным переносом генов. Авторы исследования описывают это явление как ценный источник генетической изменчивости и новизны — особенно потому, что оно обеспечивает организмы новым генетическим материалом, не требуя ожидания медленных изменений, передаваемых от родителей к потомству.
У бактерий это распространенное явление. Микробы живут в тесном соседстве, легко обмениваются генетическим материалом и часто поглощают ДНК из окружающей среды. Именно поэтому устойчивость к антибиотикам может так быстро распространяться среди бактериальных популяций.
У животных всё иначе. Их ДНК хранится внутри клеточного ядра, и по наследству передаются лишь те изменения, которые затрагивают сперматозоиды или яйцеклетки. Из-за этого горизонтальный перенос генов у сложных животных представить гораздо труднее.
Тараканов выбрали не случайно — из-за их давних отношений с *Blattabacterium*. Эта бактерия обитает внутри специализированных клеток и передается из поколения в поколение через яйца, получая неоднократные возможности для тесного контакта с ДНК хозяина.
Эти тесные взаимоотношения имеют значение. Представьте себе двух соседей, которые делят тесную квартиру на протяжении миллионов лет. По большей части ничего драматичного не происходит. Но за достаточно долгое время отдельные фрагменты могут оказаться там, где их никто не ожидал увидеть.
Исследователи проанализировали геномы тараканов и термитов, включая недавно секвенированные, и искали фрагменты ДНК, совпадающие с последовательностями *Blattabacterium*. Они сравнили короткие участки бактериальных геномов с 23 геномами тараканов и термитов, а затем проверили, являются ли эти совпадения результатом реального переноса, а не загрязнением образцов или ошибками сборки данных.
Масштаб оказался впечатляющим. У австралийских тараканов подсемейств Panesthiinae и Geoscapheinae было выявлено более 3000 вставок, возникших в результате горизонтального переноса генов. По словам авторов, это более чем в 10 раз превышает предыдущую максимальную оценку для других эукариот, за исключением коловраток.
В рамках более масштабного исследования ученые насчитали 40 485 вставок, происходящих от *Blattabacterium*, в 18 геномах тараканов. В зависимости от вида их количество варьировалось от 93 до 4900 вставок на геном.
Большинство этих фрагментов были крошечными. Команда учитывала совпадения длиной не менее 50 пар оснований, и многие из них вовсе не были генами. Это означает, что значительная часть бактериальной ДНК напоминает скорее разрозненные генетические отрывки, чем рабочие инструкции.
Данные свидетельствуют о том, что большинство вставок, вероятно, практически не выполняют никаких функций. Они могли случайно попасть в геном и остаться там, поскольку не наносили достаточного вреда, чтобы эволюция их устранила.