Pierwsze przeprowadzone na szeroką skalę poszukiwania genów odpowiedzialnych za zachowania społeczne pokazują, że nawet najprostsze stworzenia takie jak grzyby glebowe należące do gromady śluzorośla (Myxomycota) - Dictyostelium discoideum - posiadają grupę około stu genów, które uczestniczą w koordynacji różnych zachowań i tworzeniu społeczności.

Praca, która została opublikowana na łamach “Nature” jest największą jak dotychczas próbą połączenia biologii ewolucyjnej z genomiką, czyli poszukiwaniem genów odpowiedzialnych za zachowania społeczne. A w świecie mikroorganizmów zachowania te są na razie słabo poznane, przy czym wiadomo, że to one są główną przyczyną większości problemów medycznych i przemysłowych - powstawania próchnicy, sepsy, chronicznego zakażenia związanego z medycznymi implantami. Do tego filmy bakteryjne i kolonie bakterii na filtrach oczyszczających wodę to właśnie sprawka doskonałego porozumiewania się komórek mikroorganizmów i ich działania w grupie.

Badanie genomu grzyba D. discoideum przez amerykańskich i brytyjskich uczonych zajęło ponad pięć lat. W tym czasie przeanalizowano ponad dziesięć tysięcy szczepów mikroba, które uległy spontanicznej mutacji.

D. discoideum występuje powszechnie w glebie i jest przykładem jednego z najprostszych modeli zachowań społecznych wykorzystywanym przez naukowców. I choć w czasie prosperity mikroby te są wielkimi indywidualistami, w razie braku pożywienia potrafią się zorganizować w grupy, aby w sposób kolektywny zapewnić sobie przetrwanie. Około jedna piąta takiej kolonii tworzy swego rodzaju łodygę, reszta wspina się po niej i buduje strukturę na kształt kolby, aby zostać porwanymi przez wiatr lub przenieść się do lepszego środowiska na odnóżach owadów.

Biolodzy nie potrafią sie nadziwić, że tak prymitywne organizmy znają pojęcie altruistycznego poświęcenia jednostek w imię przetrwania kolonii. Ale i w takiej kolonii znajdują się oszuści, którzy wykorzystują sytuację, aby tylko znaleźć się w lepszym środowisku.

Identyfikacja takich mikrooszustów była początkiem badań genomicznych. Naukowcy zidentyfikowali 100 mutacji w DNA związanych z oszukiwaniem. Okazało się, że “oszuści” dążą do tego, aby ich udział w następnym pokoleniu (poprzez liczbę spor) był większy niż jest to im przypisane. Choć strategie oszukiwania są różne na poziomie białek, wiele ameb wykorzystuje jednak podobne mechanizmy na poziomie genetycznym.

hlbiotech

źródło: EurekAlert!

———————————
Oryginalna publikacja: Lorenzo A. Santorelli et al., “Facultative cheater mutants reveal the genetic complexity of cooperation in social amoebae”, Nature advance online publication 13 February 2008, Published online 13 February 2008, doi:10.1038/nature06558

Przeczytaj również:
- L. Eichinger et al., “The genome of the social amoeba Dictyostelium discoideum“, Nature 435, 43-57 (5 May 2005), doi: 10.1038/nature03481