Бактериальная ДНК - причина возникновения рака у млекопитающих?
Горизонтальный перенос генов, т.е. обмен участками ДНК, между бактериями - известный факт. Но могут ли бактерии передавать свою ДНК многоклеточным организмам? В журнале PLOS Genetics вышла статья, обозревающая известные случаи заимствования животными бактериальных генов. В основном среди видов, более или менее успешно включивших в свой геном чужеродную ДНК, оказались насекомые. Однако в ДНК млекопитающих тоже оказалось немало следов вмешательства бактерий. По предположению авторов статьи, фрагменты бактериальных нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) попадают в наш геном - геном соматических клеток - довольно часто, но так как половые клетки рано дифференцируются и надежно защищены, на информацию, передающуюся по наследству, это никак не влияет. Зато вставки чужеродной ДНК (или РНК) могут стать причиной заболеваний, связанных с нарушениями работы генетического аппарата, в особенности рака.
Самым известным «донором» ДНК является Agrobacterium tumefaciens - бактерия, способная передавать в клетки растений часть своего генома, так называемые T-плазмиды. В природе подобное вмешательство приводит к развитию корончатых галлов - подобия опухолей у растений. Человек научился использовать это свойство себе во благо для создания генетически модифицированных растений.
Многие насекомые, существующие в симбиозе с бактериями, «модифицируют» себя сами, приобретая новые полезные функции. Так, мучной хрущ позаимствовал у своего эндосимбионта гены биосинтеза рибофлавина. Вредитель кофейных деревьев Hypothenemus hampei (кофейный жук-бурильщик) приобрел ген маннаназы у бактерии рода Bacillus, благодаря чему и освоил новую по сравнению с родственными видами экологическую нишу - кофейные зерна. Широко распространенный эндосимбионт насекомых и нематод Wolbachia включает весьма протяженные участки своей ДНК в геном хозяев без всяких видимых для последних последствий.
Авторы обзора предполагают, что бактерии, обитающие на млекопитающих тоже относительно часто передают нуклеиновые кислоты в эукариотические клетки. По аналогии с вставками мобильных элементов и вирусов, такие события могут приводить к онкогенезу. В подтверждение гипотезы они приводят довольно многочисленные свидетельства связи того или иного типа рака с бактериями. Развитие рака прямой кишки ассоциировано с инфекциями Bacteroides fragilis, Fusobacterium, Escherichia coli, рака мочевого пузыря - с Schistosoma haematobium, карциномы желудка - с Helicobacter pylori. Так как бактериальная ДНК является лигандом для клеток иммунитета, не исключено и попадание в наш геном фрагментов бактериальной РНК. В конечном итоге авторы призывают внимательнее относиться к вставкам бактериальной ДНК, которые попадаются при сборке геномных сиквенсов и обычно отбрасываются.
Robinson KM, Sieber KB, Dunning Hotopp JC (2013) A Review of Bacteria-Animal Lateral Gene Transfer May Inform Our Understanding of Diseases like Cancer. PLoS Genet 9(10): e1003877. doi:10.1371/journal.pgen.1003877
Взято с молбиола
Самым известным «донором» ДНК является Agrobacterium tumefaciens - бактерия, способная передавать в клетки растений часть своего генома, так называемые T-плазмиды. В природе подобное вмешательство приводит к развитию корончатых галлов - подобия опухолей у растений. Человек научился использовать это свойство себе во благо для создания генетически модифицированных растений.
Многие насекомые, существующие в симбиозе с бактериями, «модифицируют» себя сами, приобретая новые полезные функции. Так, мучной хрущ позаимствовал у своего эндосимбионта гены биосинтеза рибофлавина. Вредитель кофейных деревьев Hypothenemus hampei (кофейный жук-бурильщик) приобрел ген маннаназы у бактерии рода Bacillus, благодаря чему и освоил новую по сравнению с родственными видами экологическую нишу - кофейные зерна. Широко распространенный эндосимбионт насекомых и нематод Wolbachia включает весьма протяженные участки своей ДНК в геном хозяев без всяких видимых для последних последствий.
Авторы обзора предполагают, что бактерии, обитающие на млекопитающих тоже относительно часто передают нуклеиновые кислоты в эукариотические клетки. По аналогии с вставками мобильных элементов и вирусов, такие события могут приводить к онкогенезу. В подтверждение гипотезы они приводят довольно многочисленные свидетельства связи того или иного типа рака с бактериями. Развитие рака прямой кишки ассоциировано с инфекциями Bacteroides fragilis, Fusobacterium, Escherichia coli, рака мочевого пузыря - с Schistosoma haematobium, карциномы желудка - с Helicobacter pylori. Так как бактериальная ДНК является лигандом для клеток иммунитета, не исключено и попадание в наш геном фрагментов бактериальной РНК. В конечном итоге авторы призывают внимательнее относиться к вставкам бактериальной ДНК, которые попадаются при сборке геномных сиквенсов и обычно отбрасываются.
Robinson KM, Sieber KB, Dunning Hotopp JC (2013) A Review of Bacteria-Animal Lateral Gene Transfer May Inform Our Understanding of Diseases like Cancer. PLoS Genet 9(10): e1003877. doi:10.1371/journal.pgen.1003877
Взято с молбиола