Отраслевые новости

Прислать новость

Эволюция затронула не только гены

Открытие нового типа генетической изменчивости позволяет предположить, что в основе естественного отбора более сложные механизмы, чем считалось ранее. Оказалось, что естественный отбор действует не только на целый организм, но и на генные сети.

Генная сеть — это группа координированно работающих и взаимодействующих между собой генов, контролирующих формирование фенотипических признаков организмов. Генные сети отдельных процессов содержат многие тысячи взаимодействующих элементов (генов, белков, метаболитов). Это открытие может объяснить, каким образом некоторые организмы, в том числе патогенные бактерии, могут поддерживать высокий уровень разнообразия и быстро адаптироваться к резким изменениям окружающей среды.

Специалисты из Университета Вандербилта (Vanderbilt University, США), Медицинской школы Университета Колорадо (UCSM, США) и Нового Лиссабонского университета (Universidade Nova de Lisboa, Португалия) обнаружили, что близкий родственник пивных дрожжей Saccharomyces kudriavzevii существует в двух очень разных состояниях. В одном состоянии данный вид может эффективно усваивать галактозу, а в другом —  нет.

Галактоза — это моносахарид (гексоза), входящий в состав лактозы, растительных и животных полисахаридов. В животных тканях свободная галактоза превращается в лучше усваиваемую глюкозу.

У тех дрожжей (были обнаружены в Португалии), которые способны усваивать галактозу, были идентифицированы шесть генов, объединённых в генную сеть, контролирующую процесс преобразования моносахарида в энергию. А вот вариант, обнаруженный в Японии, не способен усваивать галактозу, но, тем не менее, у него сохранились нефункционирующие версии генной сети для потребления галактозы. Такой уровень генетической дивергенции был бы нормой между дальними родственными видами, например человеком и мышью. Но в данном случае такая изменчивость наблюдается в пределах одного вида.

Как правило, естественный отбор и генетическая рекомбинация работают в эволюции отдельного вида совместно и направлены на поддержание одной версии генов (и соответственно одного свойства или функции). Это даёт виду конкурентное преимущество. Когда же учёные сравнили две популяции S. kudriavzevii, то были удивлены, что степень расхождения двух генных сетей оказалась больше, чем геномов в целом. То есть два типа генной сети существовали параллельно миллионы лет и не были «выбракованы» естественным отбором.

Однако многие признаки в популяции остаются полиморфными более или менее постоянно. Одним из наиболее ярких примеров подобного «сбалансированного полиморфизма» является серповидно-клеточная анемия. Это тяжелое заболевание крови возникает у людей, гомозиготных по мутантному аллелю гемоглобина (HbS), то есть когда такой вариант имелся у каждого родителя. В тоже время, если один из родителей имел нормальный ген, а другой — несущий заболевание, то такое сочетание напротив, даёт человеку устойчивость к заболеванию малярией. Оказалось, что гетерозиготы по HbS имеют более высокую устойчивость к малярии, чем гомозиготы по нормальному аллелю. Благодаря этому в популяциях, населяющих малярийные районы, создается и стабильно поддерживается гетерозиготность по этому летальному в гомозиготе аллелю.

Однако в данном случае речь идёт не об одном гене, а целой генной сети. Теперь учёные ищут аналогичные примеры генетической изменчивости у патогенных организмов. Первыми кандидатами, у которых учёные надеются найти подобные вариации генных сетей, являются одноклеточные паразиты малярийный плазмодий и лейшмания. Именно особенности их жизненного цикла могут «поощрять» сохранение такого типа генетической изменчивости в пределах одного вида.
 
Источник: STRF.ru
Архив материалов
2020 | 2019 | 2018 | 2017 | 2016 | 2015 | 2014 | 2013 | 2012 | 2011 | 2010 | 2009 | 2008

Новые материалы

Станьте экспертом компании Abercade
Разработка сайта - Astronim*
Разработка сайта
Astronim*