Неслучайные мутации

Мутация — это изменение генома, которое может передаваться по наследству. Такие изменения происходят из-за повреждения участка ДНК, создавая новую вариацию гена. Долгое время считалось, что они происходят случайно, а затем отсеиваются в ходе естественного отбора. Однако, совместная работа исследователей из Калифорнийского университета и Института биологии развития им. Макса Планка в Германии выявила, что изменения генома не так уж случайны.

Исследователи потратили три года на расшифровку ДНК сотен растений Arabidopsis thaliana, в ходе чего было выявлено более 1 миллиона мутаций. Внутри этих мутаций была обнаружена закономерность, опровергающая прошлые предположения об их случайности.

Дело в том, что исследовательская группа обнаружила участки генома с низким уровнем мутаций. Именно в этих участках располагались основные жизненно важные гены, в частности, те, что участвуют в росте клеток и синтезе белков. Это говорит о том, что наиболее биологически важные области защищены от мутаций. Как выяснили ученые, вероятность, будет ли тот или иной ген мутировать, можно узнать по тому, как ДНК обернута вокруг ядерных белков — гистонов.

Чтобы исключить фактор естественного отбора, при котором нежизнеспособные мутанты отсеиваются сами собой, исследователи выращивали образцы в защищенной лабораторной среде. Это позволяло растениям с дефектами, которые, возможно, не сохранились в природе, выживать в искусственном пространстве.

Полученные результаты говорят о том, что растения эволюционировали, чтобы защитить свои гены от мутаций, которые могут быть смертельными. Можно сказать, что они «смещены» в ту часть генома, изменения которой не угрожают жизни растения.

Знание того, почему некоторые участки генома мутируют больше, чем другие, может помочь селекционерам, которые используют генетическую изменчивость для получения новых сортов. Ученые также могут использовать подобные исследования для более точного прогнозирования или разработки новых методов лечения болезней, вызванных мутациями. Как предполагают авторы исследования, полученные знания могут быть использованы не только в селекции и фитопатологии, но и в медицине.