Группа генетиков из Германии и США опровергла одну из теорий Дарвина, - журнал Nature

ДНК
Фото: Regnum

Во время исследований мутаций у травы Резуховидки Таля ученые обнаружили, что растение способно выработать механизм защиты самых важных областей ДНК от мутаций.

Международная команда исследователей из Германии и США опровергли одну из теорий Дарвина, согласно которой мутации в организмах происходят случайным образом. Ученые выявили, что мутации происходят, когда поврежденная ДНК не восстанавливается в прежнем виде, а создает новый варианты. Об этом говорится в статье журнала Nature.

О чем говорит теория естественного отбора?

Известно, что эволюционная теория Дарвина гласит, что мутации происходят случайным образом, а преимущественные из них закрепляются. С первой половины ХХ века в эволюционной теории доминирует идея о том, что случайное возникновение мутаций с учетом их последствий — это аксиома, на которой зиждется большая часть биологии и эволюционной теории.

Что удалось выяснить ученым?

Однако новые открытия в области геномной биологии заставляют пересмотреть классические взгляды.

"Мы всегда считали мутации в геноме растений случайными. Оказывается, мутации совсем не случайны в том смысле, что они приносят пользу растению. Это совершенно новый взгляд на мутацию", — заявили ученые.

К такому выводу ученые пришли, проводя исследования мутаций у растения Резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana), геном которого является одним из наименьших геномов цветковых растений и имеет 120 миллионов пар оснований. (Для сравнения, в геноме человека примерно 3 млрд пар оснований).

Резуховидка Таля
Резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana)

Работы проводились в Институте биологии Макса Планка в Германии, где исследователи выращивали образцы в защищенной лабораторной среде, что позволяло растениям с дефектами, которые, возможно, не сохранились бы в природе, выживать в контролируемом пространстве.

Ученые применили метод секвенирования ДНК, в результате чего было выявлено более 1 млн мутаций, среди которых была обнаружена закономерность. Оказалось, что в участках генома, которые отвечают за рост клеток и экспрессию генов, мутации происходят крайне редко.

По словам руководителя исследования директора Института имени Макса Планка Детлефа Фейгеля, биологически важные области генома защищены от мутаций, и именно в них происходит процесс восстановления повреждений ДНК. Ученый утверждает, что растение способно выработать механизм защиты самых важных областей от мутаций.

"Сравнение предсказанной частоты мутаций с признаками эволюционного ограничения показало, что гены, подверженные очищающему отбору, обогащены эпигеномными признаками, связанными с низкой частотой мутаций", — рассказал Фейгель.

Ученые пришли к выводу, что гены, которые подвергаются более сильному очищающему отбору, поддерживаются в эпигеномных состояниях, которые обуславливают значительное снижение частоты их мутаций.

В практическом смысле новые данные позволят в будущем разработать новые методы лечения заболеваний, вызванных мутациями, в том числе рака, поскольку теперь ученые смогут предсказать какие гены мутируют с большей вероятностью.

Ранее сообщалось, что белок коллаген, который вырабатывает организм, может заблокировать распространение раковых клеток. В ходе исследования ученые обнаружили, что повышение уровня белка коллагена останавливает распространение злокачественных образований.