Уоррен Бут (Warren Booth) из Политехнического института и университета штата Виргиния (США) с коллегами провёл генетическое исследование и впервые обнаружил у постельных клопов (Cimex lectularius) мутацию, отвечающую за устойчивость к пестицидам. Мутации в гене Rdl, связанном с субъединицей ГАМК-рецептора, которые обеспечивают устойчивость к циклодиенам (например, дильдрину) и фенилпиразолам (например, фипронилу), были выявлены у некоторых насекомых, включая рыжих тараканов (Blattella germanica).

Исследователи секвенировали этот ген в 134 отдельных популяциях постельного клопа, собранных в 2008–2014 годах в США и Канаде. Результаты опубликованы в Journal of Medical Entomology.

В двух географически удаленных популяциях клопов секвенирование определило гомозиготные мутации A302S гена Rdl, которые раньше у этих насекомых зарегистрированы не были и служат подтверждение еще одного механизма их устойчивости к инсектицидам. Авторы работы предположили, что закреплению этой мутации мог способствовать сон домашних животных в постели хозяев, где клопы могли контактировать с фипронилом — популярным средством от блох у питомцев. Исследователи намерены заняться поиском подобных мутаций у постельных клопов с других континентов, а также из музейных образцов разной давности.

Природными врагами постельных клопов являются грязные хищнецы, тараканы, муравьи, клещи, многоножки, пауки (особенно Thanatus flavidus). Яд фараонова муравья смертелен для паразитов. Однако биологические методы борьбы в данном случае являются не самыми предпочтительными.

Источник

Маска чумного доктора. В клюв помещали пропитанный уксусом тампон. Считалось, что уксус обезвреживает «миазмы» чумы. На самом деле тампон предотвращал попадание чумных бацилл в дыхательные пути

Международная группа исследователей из стран Европы, США и Канады доказала, что разрушительная пандемия чумы 700 лет назад сказалась на эволюции нашего вида.

Учёные проанализировали ДНК людей XIV века и обнаружили мутацию, которая помогла человечеству пережить Чёрную смерть. И эта трансформация всё ещё влияет на здоровье популяции.

Чёрная смерть прошла по большей части Евразии и перекинулась на Северную Африку. Когда она бушевала в Европе в 1347–1353 годах, погибло более половины всего населения. По разным оценкам, жертвами стали от 100 до 200 миллионов человек. Учёные предполагали, что настолько масштабная пандемия должна была оставить генетический след. Новое исследование подтвердило догадки.

Эксперты проанализировали ДНК из зубов 206 человек, погребённых в чумных ямах на востоке Лондона и захоронений в Дании. Образцы относились к разному времени смерти: до распространения болезни в Европе, во время и после окончания эпидемии.

Команда обнаружила то, что называется «положительным отбором» — у людей с мутацией в гене ERAP2 было на 40% больше шансов победить чуму и выжить. По словам учёных, это огромная цифра. ERAP2 производит белки, которые дробят вторгшиеся микробы на мелкие фрагменты и предъявляют их иммунной системе. Таким образом они заставляют организм более эффективно определять и уничтожать врага.

Однако у одних людей этот ген работает хорошо, а у других не делает вообще ничего. Каждый человек получает по копии ERAP2 от обоих родителей. Кому-то из живших 700 лет назад повезло — они получили в наследство высокоактивные функционирующие версии гена, благодаря чему смогли выжить.

Далее они передавали мутацию своим детям, и таким образом она стала гораздо более распространённой, чем до чумы.

— Это огромный сдвиг на 10% в течение двух-трёх поколений, это самый сильный отбор у людей на сегодняшний день, — говорит профессор Хендрик Пойнар. — Даже сегодня эти устойчивые к чуме мутации более распространены, чем до Чёрной смерти.

"Результаты были подтверждены в лаборатории с использованием бактерии чумы — Yersinia pestis. Образцы крови современных людей с этой полезной мутацией оказались более устойчивыми к инфекции, чем те, у кого их не было", - заявил Хендрик Пойнар, генетик - эволюционист, профессор Университета Макмастера (Канада).

Сегодня ERAP2 известен тем, что связан с развитием аутоиммунных заболеваний: воспаления кишечника, болезни Крона, волчанки, артрита. Именно его активная версия была отобрана эволюцией как полезная для иммунитета. Предкам это помогло выжить, а у потомков повысило риск серьёзных патологий.

Источник

У тигров, содержащихся в парке дикой природы на востоке Индии, очень разный окрас. Самый необычный из них — толстые чёрные полосы. Генетики из Индии и США выявили у этих тигров генетическую мутацию, которая объясняет такой необычный окрас.

Эти тигры — псевдомеланисты с широкими, сливающимися вдоль тела полосами. (Не следует путать с лейкизмом, при котором у тигров белый окрас с чёрными полосами). С некоторых ракурсов тигры-псевдомеланисты действительно могут выглядеть в основном чёрными, из-за чего чёрными иногда и называются.

Более трети тигров в национальном парке Симлипал являются псевдомеланистами. Под руководством Виная Сагара из Института фундаментальных исследований Тата исследовательская группа провела генетическое исследование 85 тигров четырёх разновидностей, чтобы выяснить, чем отличаются эти животные на молекулярном уровне. Их результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"У тигров-псевдомеланистов содержится мутация в обе копии гена Taqpep. Без него процесс создания узора на теле нарушен, что приводит к расширению и случайному слиянию полос", - говорит соавтор исследования Грег Барш, генетик из Стэнфордского университета и Института биотехнологии HudsonAlpha, в электронном письме Gizmodo.

«Чёрный» тигр-псевдомеланист в Индии

Анализ, проведённый командой, показал, что все кошки с псевдомеланизмом имели в своём генетическом коде один нуклеотидный вариант, который, как оказалось, изменял определённый ген. Этот ген называется трансмембранная аминопептидаза Q (сокращенно Taqpep), и это тот же ген, который отвечает за пятна и полоски у полосатых кошек и гепардов (это члены нынешней исследовательской группы обнаружили ещё в 2012 году).

У тигров одинокий нуклеотид цитозина заменился на тимин, что изменило поведение гена Taqpep. Подобно тому, как рецессивно наследуемые версии генов причудливо изменяют окраску полосатых кошек и приводят к возникновению королевских гепардов, изменение Taqpep у тигров, похоже, делает их скорее чёрными, чем оранжевыми.

Королевский гепард с рецессивным рисунком шерсти

Известно восемь подвидов тигра, но три из них объявлены вымершими, согласно данным Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США. Все сохранившиеся подвиды находятся под угрозой исчезновения, и те немногие тигры, которые содержатся в неволе, сталкиваются с проблемами, возникающими, когда небольшое количество животных пытается поддержать генетическое разнообразие целого вида. Вот почему охрана природы не сводится к разведению как можно большего количества животных, находящихся под угрозой исчезновения.

"Просто увеличивать количество особей — недостаточно для сохранения вида", - сказала Ума Рамакришнан, учёный из Института фундаментальных исследований Тата, в электронном письме Gizmodo. "В целом, численность тигров увеличилась. Но многие популяции тигров по всему их ареалу остаются маленькими и изолированными, а значит, подвержены генетическому дрейфу или случайным изменениям частоты аллеля и инбридингу. Мы всё ещё изучаем будущее таких популяций".

Рецессивные фенотипы Taqpep присутствуют более чем у половины тигров, живущих в нацпарке Симлипал. Даже белые тигры могут иметь этот признак, в результате чего некоторые животные выглядят как мраморный хлеб. По всей видимости, популяция тигров является инбредной, что может объяснить наличие этого признака у такого большого количества животных.

Слева направо: тигрица с лейкизмом, тигр-псевдомеланист с лейкизмом, тигр-всевдомеланист и два обычных тигра, все в биологическом парке Нанданканан (Индия)

"Большинство цветовых мутаций, как правило, затрагивают всё тело, например, альбинизм или меланизм, поэтому мутации, влияющие на цветовой рисунок, особенно интересны с научной точки зрения, поскольку они помогают нам лучше понять биологию развития", - сказал Барш.

Широкие полосы у тигров — не обязательно признак чего-то пагубного: группа исследователей говорит, что если этот признак не результат обычного инбридинга, то он может быть обусловлен какими-то эволюционными преимуществами. Они ссылаются на случаи меланизма у леопардов, которые чаще встречаются в тёмных, густых тропических лесах, чем в более сухой, открытой среде. Если аналогичная ситуация сложилась и с тиграми в Симлипале, они могли потерять часть оранжевого цвета, чтобы лучше вписаться в джунгли.

Какой бы ни была эволюционная логика, лежащая в основе полос тигров, это напоминание о том, что шерсть животных никогда не следует рассматривать только как кожу.

Источник  Источник

Советский научно-популярный фильм о мутациях и их пользе для советского общества. Рассказывается о причинах и процессах возникновения мутаций в клетках различных организмов; влиянии мутаций на эволюцию видов, а также о применении мутаций в медицине, сельском хоз-ве и пр.
Год выпуска: 1970

00:00 - Интро

00:28 - Что такое биоинформатика?

01:42 - Путь Александра Панчина к биоинформатике

02:36 - Как биоинформатика помогает изучать коронавирус сегодня?

03:07 - Гипотезы происхождения коронавируса

04:03 - Статья Панчина о мутациях коронавируса

07:05 - Почему так быстро удалось сделать вакцину от коронавируса

08:18 - Могут ли клетки «заразного» рака рассматриваться как независимые «паразиты»?

09:14 - Примеры, когда рак продолжал существовать после гибели хозяина

10:00 - Существуют ли многоклеточные организмы, которые произошли из раковых клеток?

12:36 - Какую роль играют современные технологии в биоинформатике

13:10 - Болезни, которые теперь поддаются лечению, благодаря развитию генетики и биоинформатики

14:00 - Что такое генная модификация?

14:51 - Почему Александр Панчин решил заниматься наукой в России