Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Сложность позвоночных объяснили умением создавать разные версии белков из одних и тех же генов
Британские и испанские генетики обнаружили, что анатомическая сложность позвоночных животных возникла не столько из-за появления новых генов, сколько благодаря увеличению числа вариантов белков при той же генетической базе. Изменения произошли в ключевых сигнальных путях, управляющих развитием эмбриона, что позволило развиться более сложным организмам.
В биологии существует противоречие: количество генов в геноме не коррелирует со сложностью организма. Например, у человека и микроскопического круглого червя количество генов примерно одинаково.
При этом развитием любого эмбриона управляют одни и те же сигнальные пути (Wnt, Hedgehog, BMP). Это цепочки передачи информации от оболочки клетки к ее центру. Заканчиваются эти цепочки особыми белками — транскрипционными факторами. Эти белки получают сигнал и проникают в ядро, где физически включают или выключают нужные участки ДНК.
Авторы статьи, опубликованной в журнале BMC Biology, предположили, что усложнение организмов произошло благодаря альтернативному сплайсингу. Это механизм, который позволяет одному гену работать как конструктор: из одной и той же инструкции ДНК клетка может собирать несколько разных версий белка (изоформ), просто склеивая смысловые участки кода в разном порядке.
Исследователи сравнили транскриптомы (совокупность всех работающих молекул РНК) у трех видов, представляющих эволюционную лестницу от беспозвоночных к позвоночным. Они взяли оболочника Ciona intestinalis (беспозвоночное, ближайший родственник позвоночных, миногу Lampetra planeri, примитивное бесчелюстное позвоночное, и лягушку Xenopus tropicalis — современное челюстноротое позвоночное.
Авторы применили секвенирование длинных прочтений. В отличие от стандартных методов, этот подход позволяет прочитать молекулу РНК целиком. Это дало возможность точно подсчитать, сколько именно вариантов сплайсинга (разных версий белка) создается с каждого гена.
Анализ показал, что общее количество вариантов сплайсинга у позвоночных выросло не везде, а избирательно — именно в семействах генов, кодирующих те самые транскрипционные факторы.
В семействах TCF/LEF (путь Wnt), GLI (путь Hedgehog) и SMAD (путь BMP) разнообразие изоформ у позвоночных оказалось значительно выше. Если у оболочника эти гены работают по принципу «один ген — один белок», то у лягушки каждый из этих генов производит два-три функциональных варианта.
Любопытное открытие сделали и у самого примитивного участника сравнения. В гене TCF у оболочника обнаружили уникальную изоформу, возникшую благодаря встройке транспозона (мобильного генетического элемента). Это демонстрирует, как «мусорная ДНК» может спонтанно создавать новые функциональные части белков.
Работа доказывает, что усложнение организмов шло по пути тонкой настройки. Позвоночные не изобретали новые сигнальные пути, а расширили репертуар белков, исполняющих команды. Увеличение числа изоформ позволило клеткам реагировать на одни и те же сигналы более разнообразно, создавая сложные ткани и органы на базе старого генетического набора.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из Института космических исследований РАН и МФТИ раскрыли химический механизм, объясняющий появление молекул воды на поверхностях астероидов.
Пластичность мозга — его способность перестраиваться под влиянием приходящей информации. Это свойство необходимо для обучения и адаптации. Пластичность особенно высока в детском и юношеском возрасте, она помогает быстро выучить иностранный язык и освоить сложные моторные навыки (например, фигурное катание). Ресурс пластичности есть и у пожилых людей — благодаря альтернативным нейронным сетям они восстанавливаются после травмы или инсульта. Как выясняется, высокая пластичность это не всегда хорошо. Нарушение тонкого баланса между пластичностью и стабильностью может вести к неприятным последствиям, таким как хроническая боль, тиннитус (звон в ушах) и фобии.
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета разработали эффективный способ обнаружения в крови важнейшего биомаркера иммунитета — неоптерина — с помощью нанотехнологий и лазера.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
На наземные растения, в основном деревья, приходится 80 процентов всей биомассы Земли, 450 миллиардов тонн сухого углерода и более двух триллионов тонн «живого веса». Поэтому идея сажать новые леса для связывания СО2 из атмосферы долго казалась логичной. Новые данные показали, что реальность заметно сложнее.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии