Биологи распутали эволюционную историю «бывшей водоросли»
Водоросли — это «сборная солянка» из различных организмов, которые живут в воде и заняты фотосинтезом. Некоторые, впрочем, разучились использовать энергию Солнца, например ницшия Nitzschia sp. Новое исследование посвящено эволюции генома у этой диатомеи. Из работы следует, что заимствование ДНК из бактерии и другие перестройки генома сделали ницшию способной использовать альгинаты. Это важный компонент других водорослей — бурых, вроде фукуса и ламинарии.
Эволюция генов семейства ALY у Nitzschia sing1 / © plos.org, Zeng Hao Lim et al., 2025
Оказалось, ницшия «позаимствовала» нужный для этого ген PL7 (Polysaccharide Lyase 7, альгинатлиаза) семейства ALY у морской бактерии. Случился «горизонтальный перенос генов», в ходе которого ДНК одной клетки попала в другую, неродственную.
Такой перенос частенько происходит у бактерий, а вот для эукариот, и в частности водорослей, скорее редкость. Поэтому гены соответствующей группы (ALY) отсутствуют у других диатомей.
Однако на этом история не окончилась. Реконструкция эволюции ницший показала, что после однократного приобретения гена альгинатлиазы тот многократно удваивался и мутировал.
В итоге сейчас Nitzschia sing1 имеет ни много ни мало 91 «потомка» того родительского гена — они распределены по трем генным семействам. Но только одно из них сохранило исходную ферментативную активность.
Два других семейства претерпели другие сложные генные перестройки и приобрели новые функции. Теперь они участвуют в переносе олигосахаридов во внутриклеточные органеллы или образовании моносахаридов при расщеплении альгинатов.
