Чердак: Съедобные лягушки удаляют ДНК друг друга ради размножения

За счет запрограммированного разрушения части ДНК гибриды двух близких видов лягушек избегают бесплодия.

Сотрудники СПбГУ совместно с польскими коллегами показали, что выделенные в свой собственный вид съедобные лягушки (Pelophylax esculentus) — гибриды озерной лягушки (Pelophylax ridibundus) и прудовой лягушки (Pelophylax lessonae) — сохранили способность размножаться благодаря четко скоординированному процессу удаления ДНК одного из родителей из предшественников половых клеток. Особенно интересно, что при этом такие клетки не гибнут. Научная статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Степень и характер родства съедобных, озерных и прудовых лягушек долгое время не могли установить. Их ареалы практически совпадают, и внешне они очень похожи. Ряд исследователей рассматривал всех этих лягушек как подвиды одного вида. В 1960-х годах благодаря появлению молекулярно-биологических методов стало понятно, что съедобные лягушки — это гибрид озерной и прудовой лягушки.

Нередко особи, получившиеся в результате скрещивания представителей двух разных видов, не могут давать потомство, так как число хромосом, переданных им от каждого из родителей, различно, поэтому во время деления половых клеток некоторые хромосомы не находят себе пару. В 1974 году зоолог Хайнц Тюннер, используя электрофорез белков, установил, что в половые клетки съедобных лягушек попадает ДНК только одного из родителей — либо прудовой, либо озерной лягушки. Таким образом, при образовании гамет у съедобных лягушек каким‑то образом исчезает целый набор генов. Механизм этого явления до настоящего момента не был ясен.

Оказалось, что при делении предшественников мужских и женских половых клеток (первичные оогонии и пресперматогонии) часть ДНК ядра, принадлежащая геному одного из видов, отделяется от остальных хромосом и образует миниатюрные подобия ядер. Они отделяются из основного ядра, и клетка перерабатывает их путем аутофагии. Учитывая, что при этом она не гибнет, описанный процесс нормален для данного вида.

Кроме съедобных лягушек существуют и другие виды животных‑гибридов. Это некоторые рыбы и насекомые. Механизмы, по которому предшественники их половых клеток избавляются от влияния ДНК одного из видов-родителей, разнообразны, но случай, когда процессы, происходящие в предшественниках гамет съедобных лягушек, используются для этой цели, обнаружен впервые.