Раскрыт секрет электрошока рыб

22.06.2016
Общая генетическая основа электрических органов у различных рыб обнаружена американскими учеными. Оказывается, в ходе эволюции одни и те же генные «инструменты» включались неоднократно для создания сходных органов у самых различных видов. Новое исследование на эту тему представлено в журнале Science.

Как минимум шесть раз в истории Земли у рыб возникали специальные электрические органы, позволяющие им ориентироваться, общаться друг с другом и защищаться от врагов с помощью разрядов тока. Однако эти виды рыб столь далеко отстоят друг от друга, что появление электрических органов со времен Дарвина считается классическим примером конвергентной эволюции — формирования комплекса сходных признаков у представителей неродственных групп. Американские ученые сравнили геном угря, а также РНК ткани трех других электрических рыб, и обнаружили общую генетическую основу их «шоковых» органов.

Известно более 300 видов рыб с электрическими органами — от всем известных скатов до экзотических амазонских электрических угрей (Electrophorus electricus), клетки которых генерируют разряды напряжением до 600 вольт. Геном последней и расшифровали исследователи. Угорь может похвастаться тремя электрическими органами: два предназначены для навигации и поиска добычи, а третий — для защиты от врагов и парализации добычи (мелких рыб). Для человека удар тока этого угря не смертелен, но очень болезнен.

Электрические органы состоят из множества пластинок-электроцитов — уплощённых мышечных клеток, между мембранами которых может генерироваться разность потенциалов. В организме электрического угря, например, имеется 70 столбиков по 6000 электроцитов в каждом. Эти клетки возникли, скорее всего, таким образом: сокращение любой мышцы создает слабое напряжение. Но 100 миллионов лет назад различные рыбы стали усиливать этот электрический потенциал. «Если лишить мышечную клетку возможности сокращаться и изменить соотношение белков в клеточной мембране, эти клетки начнут создавать мощный поток ионов, текущих сквозь мембраны. А укладывание электроцитов столбиком многократно увеличивает итоговое напряжение», — рассказывают авторы исследования Линдси Трэгер (Lindsay Traeger) и Майкл Сассмэн (Michael Sussman).

Ученые полностью расшифровали геном Electrophorus electricus. Кроме того, они секвенировали белки электроцитов и скелетных мышц двух родственников угря, гимнотообразных (Sternopygus macrurusan и Eigenmannia virescens) и двух других рыб: слонорыла (Brienomyrus brachyistius) и электрического сома (Malapterurus electricus), родом из Африки. Выяснилось, что у всех этих животных усилена экспрессия генов, отвечающих за прохождение тока по мышечным клеткам, и ослаблена — генов, управляющих преобразованием электрического стимула в сокращения мышц. Таким образом, исследователи утверждают, что в разные эпохи истории Земли различные виды рыб создавали свои электрические органы с помощью одного и того же генетического «инструментария».

Источник: lenta.ru


Новости и события
Офисная бумага с антибактериальными свойствами
09.11.2020

В условиях коронавируса офисная бумага с антибактериальным покрытием становится способом передачи бактерий.

Россия вкладывается в искусственный интеллект
09.11.2020

Россия за три года потратит почти 16,5 млрд рублей на федеральный проект «Искусственный интеллект»

Повышение внутриклеточного уровня холестерина снижает вероятность заражения коронавирусом
28.10.2020

Выявлены гены человека, которые способствуют инфицированию SARS-CoV-2. Это указывает на потенциальные новые мишени для лечения COVID-19. В частности, лекарство, повышающее внутриклеточный уровень холестерина, снижает вероятность инфекции.