Исследование эволюции предполагает, что мутации ДНК менее случайны, чем думали ранее

0 340

Мутации ДНК, которые движут эволюцией, обычно считаются довольно случайными, но новое исследование предполагает, что в этом хаосе есть некий порядок. Сравнивая геномы сотен растений, выращенных в лаборатории, группа ученых обнаружила, что мутации в генах, необходимых для выживания, происходят гораздо реже.

Случай играет большую роль в эволюции. Принято считать, что мутации будут возникать в геноме организма случайным образом, и если эти новые черты помогут организму выжить и размножаться, то эти мутации будут передаваться следующему поколению. За достаточно длительный период признаки могут стать характерными для популяции или вида.

Но существует ли закономерность в том, где в геноме происходят мутации ДНК? Чтобы выяснить это, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе и Института Макса Планка вырастили в лаборатории сотни растений кресс-салата, затем секвенировали их геномы и сравнили, где произошли мутации ДНК, и, похоже, возникла неслучайная закономерность.

«Мы всегда считали мутацию случайной в геноме», — говорит Грей Монро, ведущий автор исследования. «Оказывается, мутация очень неслучайна и не случайна в том смысле, что приносит пользу растению. Это совершенно новый взгляд на мутацию».

Выращивая в контролируемых лабораторных условиях, команда стремилась устранить неслучайное влияние естественного отбора, гарантируя, что растения, которые обычно не выживают в реальном мире, не будут отсеяны какими-либо негативными мутациями.

В сотнях геномов растений ученые выявили более миллиона мутаций, которые, по-видимому, сконцентрированы в определенных частях генома. Это оставило участки с неизменно низким уровнем мутаций, составляющим всего одну треть от таковых в других регионах. Когда ученые проверили, какие расположены в этих участках, они обнаружили множество важных генов, в том числе участвующих в росте клеток и экспрессии генов.

«Это действительно важные области генома», — говорит Грей Монро. «Области, которые являются наиболее биологически важными, защищены от мутаций».

Интересно, что эти области также, по-видимому, обладают более сильными механизмами восстановления повреждений ДНК, что указывает на своего рода метод подкрепления, чтобы гарантировать, что эти важные последовательности останутся функциональными.

« научились защищать свои самые важные места от мутаций», — говорит Детлеф Вайгель, старший автор исследования. «Это захватывающе, потому что мы могли бы даже использовать эти открытия, чтобы подумать о том, как защитить человеческие от мутаций».

Новое исследование дополняет растущий объем работ, которые углубляют наше понимание роли мутаций в эволюции.

Еще исследование 2014 года показало, что мутации чаще происходят рядом с повторяющимися последовательностями, а другое исследование 2019 года выявило горячие точки мутаций в местах рекомбинации, где хромосомы от каждого родителя соединяются.

Авторы нового исследования говорят, что эта работа может в конечном итоге привести к улучшениям в разработке более качественных культур и даже к контролю заболеваний человека, вызванных мутациями ДНК, таких как некоторые виды рака.

Исследование опубликовано в журнале Nature.
Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x