Oxytricha trifallax живет в прудах по всему миру. Под электронным микроскопом он выглядит как мяч из американского футбола, украшенный кисточками. Крошечные реснички он использует чтобы перемещаться и поедать водоросли. Что делает Oxytricha необычным, однако, сумасшедшие вещи он делает со своей ДНК. В отличие от людей и большинства других организмов на Земле, Oxytricha не заниматься спариванием чтобы увеличить свою численность. Он занимается им чтобы изменить себя заново.

Когда его еда многочисленна, Oxytricha воспроизводится, делая несовершенных клонов из себя, так же как новый завод может разрастаться или сокращать численность рабочих. «Если они сыты, они не будут спариваться,» рассказала Лора Ландвебера, молекулярный биолог из Принстонского университета и ведущий автор недавнего исследования генетики Oxytricha. Но когда Oxytricha проголодается, то он отправляется на поиски другого пола.

Когда две клетки объединяются (как на картинке выше), окончательный результат также остаются две клетки “Они усовершенствовали искусство полового спаривания без воспроизводства”, рассказала Ландвебера. Внешний вид двух клеток остается прежний, но каждая клетка обменивается половиной своего генома с другой. «Они входят в этого пакт, где каждый получит 50 процентов генома и в следствии оба преобразуются,» рассказала Ландвебера. «В результате Они расстаются с обновленным геномом.»

Размер генома Oxytricha примерно сопоставимы с нашими. Он насчитывает около 18 500 генов, по сравнению с 20 000 или около того у человека. Но это одна из немногих вещей, которые мы имеем общего с этим жителем водоема.

В отличие от клеток растений и животных (грибы также, в этом вопросе), клетка Oxytricha имеет по крайней мере два ядра. Можно увидеть их под электронным микроскопом, если окрасить ихний ДНК. Одно ядро содержит рабочую копию генома-всех ДНК которую он использует, чтобы сделать РНК из белков необходимых для повседневной жизни.

В прошлом году, команда Ландвебера обнаружила, что ДНК Oxytricha, его рабочее ядро разбивается на примерно 16 000 «nanochromosomes,» большинство из них содержат только один ген. Это — колеблющееся число наиболее распространено у растений и животных имея где-то между десятком и сотней хромосом (у нас, людей, 23 пары).

В недавней работе в журнале Cell, Ландвебера и коллеги описывают еще более странное расположение в Oxytricha второго ядра, которое содержат гены, переходящие к следующему поколению. В этом ядре у Oxytricha есть приблизительно сто хромосом, состоящие из в общей сложности приблизительно 225,000 частей ДНК. Десятки тысяч этих частей зашифрованы.

Когда две клетки спариваться, каждый партнер передает набор этих хромосом к другой. Затем каждая клетка хромосомы распадается на составляющие 225000 частей, и используя эти части, чтобы собрать новый рабочий геном, расшифровывая зашифрованные части на этом пути. Весь этот процесс напоминает клеточный компьютер, который управляет своим алгоритмом.