12.01.2022
Согласно новому исследованию ученых американского Калифорнийского университета и немецкого Института биологии развития им. Макса Планка, простой придорожный сорняк может дать ключ к пониманию и прогнозированию мутации ДНК.
Данные , опубликованные в журнале Nature, коренным образом могут изменить наше понимание эволюции. Мутации происходят, когда ДНК повреждена, и поэтому создает новую вариацию. Ученые решили узнать, была ли мутация чисто случайной или в ее появлении есть закономерность. То, что они обнаружили, было неожиданным.
«Мы всегда считали мутацию случайной в геноме, — сказал Грей Монро, доцент кафедры растениеводства Калифорнийского университета в Дэвисе, ведущий автор статьи. — Оказывается, мутация неслучайна в том смысле, что приносит пользу растению. Это совершенно новый взгляд на мутации».
Исследователи потратили три года на секвенирование ДНК сотен растений Arabidopsis thaliana — небольшого цветущего сорняка, считающегося «лабораторной крысой среди растений» из-за его относительно небольшого генома. Он включает около 120 миллионов пар оснований. Для сравнения — у людей примерно 3 миллиарда пар оснований.
Секвенирование растений Arabidopsis thaliana выявило более 1 миллиона мутаций. Внутри них была обнаружена неслучайная закономерность, противоречащая ожидаемому результату исследователей.
Вместо случайности исследователи обнаружили участки генома с низким уровнем мутаций. В этих участках обнаружилось чрезмерное количество основных генов, таких как те, которые участвуют в росте клеток и экспрессии генов.
«Это действительно важные области генома, — сказал Монро. — Области, которые являются наиболее биологически важными, защищены от мутаций».
Ученые обнаружили: то, как ДНК обернута вокруг различных типов белков, является хорошим показателем, будет мутировать ген или нет. Полученные данные вносят неожиданный поворот в теорию эволюции Чарльза Дарвина о естественном отборе, поскольку они показывают: растения эволюционировали, чтобы защитить свои гены от мутаций и таким образом обеспечить себе выживание.
Знание того, почему некоторые области генома мутируют больше чем другие, может помочь селекционерам, которые полагаются на генетическую изменчивость, для получения более качественных культур. Ученые также могут использовать эту информацию для более точного прогнозирования или разработки новых методов лечения таких заболеваний, как рак, вызванный мутациями.
Нет комментариев