Ученые из России и Японии раскрыли генетический механизм устойчивости комаров-звонцов к засухе

Ученые LIFT в коллаборации с коллегами из Японии опубликовали исследование о динамике изменения активности генов личинок комаров-звонцов Polypedilum vanderplanki в условиях полного обезвоживания.

Polypedilum vanderplanki — насекомое, личинки которого способны пережить экстремальную засуху. Они переходят в состояние с «выключенным» метаболизмом, также известное как ангидробиоз, и после возвращения во влажную среду быстро восстанавливают свой жизненный цикл.

Результаты исследования впервые демонстрируют, что почти 80% всех генов изменяют уровень экспрессии в процессе обезвоживания. Эти изменения происходят поэтапно, а не одномоментно, что указывает на строго упорядоченную молекулярную программу перехода в состояние ангидробиоза. Механизмы, обеспечивающие четкую регуляцию процесса перехода к ангидробиозу и обратно, остаются малопонятными и вызывают особый интерес исследователей.

В научной статье было показано, что важную регуляторную роль в запуске этих изменений играют два белка: NF-Y и Six4. Поэтапное включение генетических программ обеспечивает эффективную защиту клеточных структур, стабилизацию белков и ДНК. Это значит, что в организме личинок запускается четкая, заранее запрограммированная последовательность действий, которая «включает» режим выживания при засухе на уровне транскрипции.

Новые знания о том, как природа «консервирует» живые клетки открывают перспективы для развития биотехнологий — например, для разработки технологии обезвоживания и сухого хранения биологических образцов, таких как клетки, ткани или вакцины. Новая статья стала продолжением многолетней работы, посвященной изучению ангидробиоза у Polypedilum vanderplanki. В более ранних исследованиях было показано, что ключевую роль в ангидробиозе играют специальные защитные белки, такие как белки теплового шока, Lea, антиоксиданты, а накопленная в ходе обезвоживания трегалоза используется как источник энергии для запуска при регидратации.

Это исследование стало продолжением работы над одним из проектов научной группы Молекулярная биомиметика научного центра LIFT. Проект посвящен изучению молекулярных механизмов ангидробиоза, как основы для биотехнологий безводного хранения.