Augalai vengia pavojingų mutacijų

DNR mutacijos neatsiranda atsitiktinai, kaip manyta anksčiau. Tai rodo Makso Planko Biologijos instituto Tiubingene ir JAV Kalifornijos Daviso universiteto tyrimų rezultatai. Rezultatai gali drastiškai pakeisti mūsų požiūrį į evoliuciją.

Mutacijos atsiranda dėl DNR pažeidimų. Pagrindinė Darvino evoliucijos teorijos prielaida yra ta, kad mutacijos atsiranda atsitiktinai ir kad tik natūrali atranka lemia, kurie genai evoliucijos metu keičiasi greičiau, o kurie lėčiau. Dabar abejojama šia pagrindine prielaida. „Mes visada manėme, kad nėra skirtumų, kur genome atsiranda mutacijos", – sako Grey Monroe, JAV Daviso universiteto docentas ir pirmasis tyrimo autorius. „Tai visiškai nauja mutacijų vystymosi ir evoliucijos veikimo perspektyva", – komentuoja Makso Planko Biologijos instituto mokslinis direktorius ir pagrindinis tyrimo autorius Detlefas Weigelis.

Mokslininkai laboratorijoje augino baltažiedį vairenį (Arabidopsis thaliana). Sąlygos buvo optimalios, kuriomis galėtų daugintis visi augalai, net ir turintys žalingų mutacijų. Įprastomis sąlygomis tokios mutacijos paprastai greitai išnyktų dėl atrankos gamtoje, jas būtų sunku aptikti. Analizuodami šimtų laboratorijoje auginamų augalų genomus, tyrėjai sugebėjo „sugauti“ tūkstančius mutacijų.

Sudėtinga statistinės analizė parodė, kad šios mutacijos jokiu būdu nebuvo atsitiktinai paskirstytos genome, kaip tikėjosi tyrėjai. Mutacijos skirtingose genomo dalyse pasireiškė nevienodai dažnai. Mažiausia jų tose dalyse, kuriose sukaupti augalo išlikimui svarbūs genai. „Tai yra genomo sritys, jautriausios žalingam naujų mutacijų poveikiui, – sako Weigelis, – todėl atrodo, kad DNR remontas šiose srityse yra ypač veiksmingas.“ Tai tarsi evoliucija, žaidžianti su kauliukais – ji sumažina riziką pažeisti svarbiausius genus.

„Augalas sukūrė mechanizmą, apsaugantį svarbiausius savo genus nuo mutacijų, – sako Monroe. – Tai įdomu, nes galbūt galėsime panaudoti šį atradimą ir pagalvoti, kaip apsaugoti žmogaus genus nuo mutacijų. Ateityje jis galėtų būti naudojamas prognozuoti, kurie genai geriausiai tinka dauginimui, nes ten ypač tikėtinos naujos mutacijos arba kurie genai greičiausiai sukelia žmonių ligas.

Didžioji dalis darbo buvo atlikta Makso Planko Biologijos institute, jis buvo tęsiamas ir JAV Daviso universitete. Darbe taip pat dalyvavo mokslininkai iš Karnegio mokslo instituto, Stanfordo universiteto, Vestfildo valstijos universiteto, Monpeljė universiteto, Upsalos universiteto, Čarlstono koledžo ir Pietų Dakotos valstijos universiteto.

Šaltinis: Makso Planko draugija

123rf nuotrauka