Представьте себе существо, которое буквально “переписывает” свой генетический код под давлением окружающей среды — не в течение миллионов лет, а в рамках собственной жизни. Такие способности находятся на грани фантастики, но они реальны. Речь идет о пиявковидные коловратки (bdelloid rotifers), удивительных микроскопических животных, способных не только внедрять чужую ДНК, но и изменять свое эпигенетическое оформление — механизм, который регулирует активность генов мгновенно.
Пиявковидные коловратки — уникальное существо, которое умеет управлять работой своей ДНК
Кто такие пиявковидные коловратки и почему они особенные
Пиявковидные коловратки — это крошечные пресноводные организмы, длиной примерно от 0,2 до 0,5 мм. Они живут в капельке воды, возле воды или даже в росе на листьях. Ученые выяснили, что эти существа могут внедрять в свой геном фрагменты чужой ДНК — в частности, от бактерий, грибов и даже растений. Этот процесс называется
, что миллионы лет назад они “украли” гены из бактерий и грибов — явление, ранее не наблюдавшееся у многоклеточных животных. Эти гены внедрились в их геном и стали частью их систем регуляции активности ДНК. То есть “заимствованные” гены помогают существам метилировать ДНК. Они добавляют к участкам ДНК химические метки, которые определяют, какие гены будут активны, а какие — нет.
Такое метилирование обычно наследуется, но в случае ротаторов может происходить динамически — в ответ на изменения среды. То есть они способны менять поведение своей ДНК буквально “на лету”, без мутаций.
Пиявковидные коловратки живут в воде. Источник: en.wikipedia.org
Как работает изменение ДНК в реальном времени
Как вы уже поняли, изменения, о которых идет речь, происходят не на уровне самой последовательности ДНК, а на уровне эпигенетики. Это значит, что гены остаются на своих местах, но их активность изменяется с помощью химических сигналов. Такая система позволяет пиявковидным коловраткам гибко реагировать на стресс, сухость, ультрафиолетовое излучение и другие неблагоприятные факторы.
Их “приобретенные” гены, полученные в результате горизонтального переноса, снабжают их дополнительными белками и инструментами для этих процессов. При этом они регулируют экспрессию своих собственных генов, сдерживая, например, активность вредных мобильных элементов в ДНК, которые могли бы разрушать геном изнутри.
Это делает их не просто выносливыми — а способными перестраивать свои внутренние механизмы в зависимости от внешнего воздействия. По сути, эти существа впервые продемонстрировали в животном мире, что эпигенетическая система может быть приобретена у других видов и встроена в свой собственный метаболизм и цикл регуляции.
Изменение ДНК позволяет коловратке быстро адаптироваться к окружающей среде. Источник: www.bbc.com
Что это значит для науки
Открытие пиявковидных коловраток создает новый подход к пониманию эволюции, устойчивости и адаптации. Такие открытия особенно важны для медицины. Эпигенетические сбои , аутоиммунных заболеваний и неврологических расстройств.
Если природа создала механизм, позволяющий менять активность генов без разрушения ДНК, возможно, на его основе можно будет разрабатывать лекарства нового поколения. Кроме того, механизмы, найденные у данных существ, потенциально могут быть использованы для создания устойчивых к стрессу сельскохозяйственных культур или терапии наследственных заболеваний.
Напоследок отметим, что пиявковидные коловратки — не единственные животные, у которых эпигенетика играет ключевую роль. Исследования показали, что у кенийских воробьев, например, эпигенетические механизмы позволяют сохранять здоровье популяции при низком генетическом разнообразии. У интенсивные тренировки изменяют метки ДНК в активных мышцах, что влияет на выносливость. А у медоносных пчел именно эпигенетика определяет, будет ли личинка рабочей пчелой или станет маткой.
Обязательно посетите наши каналы
и
, здесь вас ждут
самые интересные новости из мира науки и последние
открытия!
То есть мы уже знаем, что природа использует гибкие системы управления генами, и это не исключение, а правило. И возможно, именно в этих механизмах скрываются ключи к будущим технологиям лечения и адаптации человека.
Комментарии