微生物‘骗子’帮助科学家ID“社会”的基因

第一个全基因组寻找基因调节社会行为发现,即使最简单的社会动物——变形虫Dictyostelium discoideum——超过100个基因,帮助调节他们的合作行为。

科学家们的研究莱斯大学和贝勒大学医学院(BCM)本周发表在《华尔街日报》自然。这是第一个大规模试图把进化生物学与基因组学在系统搜索基因与社会行为有关。

“这池的基因会让我们理解社会行为的遗传结构,”琼Strassmann合著者说,赖斯哈利c和奥尔加k .修建于生态学和进化生物学教授。

虽然理解,社会原因主要医疗和工业微生物间的合作问题。医学、合作基础条件一样平凡的蛀牙慢性感染等更为严重的疾病与医疗植入物。工业,粘糊糊的殖民地的细菌也犯规过滤器在水处理厂和其他设施,每年造成数百万美元的损失。

大米和BCM的全基因组调查花了5年时间和所需的详细研究10000 d discoideum随机突变菌株。“随机敲除基因的基本想法是,把每一个突变体通过10轮萌芽、成长和发展来确定突变导致作弊,“Strassmann说。

在超过100个基因突变被发现作弊。因为有优势获得的作弊,Strassmann说真正的奥秘,从进化的角度来看,物种怎样d discoideum设法阻止骗子的生产总值超过完全取消合作。

说:“这仅仅是个开始,作者Adam Kuspa BCM s . j . Wakil椅子的生物化学和分子生物学。“现在我们需要定义关键的分子机制可能有助于稳定细胞合作。”

Strassmann说:“作弊是可以预料的。合作是真实的故事。因为骗子可以茁壮成长没有这些100多基因,必须有一些其他的原因,他们仍然在基因组。”

d . discoideum是一种常见的土壤微生物。他们的社会秩序是自然界中最简单的一个社会性和这是一个经常使用的实验室模型。尽管孤独者在很多的时候,d . discoideum形式殖民地当食物稀缺,集体和工作,以确保他们的生存。五分之一的殖民地的个体形成一个高,薄的茎。其余的爬杆和聚集到一个小灯泡,可以被风带走更好的环境或通过昆虫的腿上。

这个简单的社会系统构成一个进化生物学家的难题;茎中的个人放弃自己无私地支持殖民地,是什么阻止更自私株d discoideum欺骗系统,避免茎和out-reproducing他们无私的邻居?

Strassmann合著者迦得Shaulsky,分子和人类遗传学副教授BCM,大卫镇压者,赖斯哈利c和奥尔加k .修建于生态学和进化生物学教授发现了少数骗子突变为d discoideum在先前的研究中。

然而,识别骗子只是开始在全基因组的研究。骗子也受到额外的测试团队可以找出他们如何如何被骗了。科学家们还研究了骗子的遗传密码来定位精确的骗子网站突变。

测试发现,骗子会利用任何优势来增加其份额的孢子在接下来的殖民地。虽然欺骗策略不同的蛋白质组学层面,研究发现一些骗子使用常见的遗传策略——他们融入其他基本功能。

在先前的研究中,Strassmann)和他的同事们发现了一个骗子,使用相同的策略,和她说,更广泛的研究表明,“双重职能战略”可能会被其他共享成功的骗子。

“进化的机会将由此似乎创造一种遗传军备竞赛中作弊会见counter-mutations突变,“Strassmann说。“在这个舞台上,作弊是经常要捆绑的基本功能,因此很难摆脱,很难控制。”