Замена всего одной аминокислоты в важном белке существенно повлияла на эволюцию всех животных и растений
Международная команда ученых показала, что замена всего одной аминокислоты в одном белке имеет решающее значение для деления клеток и восстановления ДНК у всех растений и животных. Работа не только позволяет по-новому взглянуть на эволюционные механизмы многоклеточных эукариот, но и может открыть новые терапевтические подходы к различным человеческим заболеваниям, например раку и другим злокачественным новообразованиям.
В клетках всех многоклеточных эукариот (растений, животных, грибов и так далее) присутствуют два варианта белков гистонов — H3.1 и H3.3. Гистоны — многочисленный класс белков, находящихся в ядрах клеток, с двумя основными функциями. Во-первых, они играют решающую роль в упаковке ДНК в хромосомы, а во-вторых, участвуют в регуляции основных ядерных процессов: транскрипции (создание РНК по образу ДНК), репликации (удвоение ДНК) и репарации (починка ДНК).
На протяжении десятилетий биологи задавались вопросом, почему один вариант гистонов, известный как H3.1, отличается от своего в остальном генетически идентичного близнеца H3.3 всего одной аминокислотой. С эволюционной точки зрения разница имеет решающее значение: вариант H3.1 обнаружен у всех растений и животных, причем его количество резко увеличивается именно в процессе деления клеток. Это наводит ученых на мысль, что он каким-то образом участвует в репликации генома во время клеточного деления, однако его точная роль в этом осталась загадкой.
В своем исследовании, опубликованном в журнале Science, группа ученых из США, Канады и Великобритании по-новому взглянула на критическую роль варианта гистона H3.1 в ядерных процессах. Манипулируя геномом модельного растения Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), они обнаружили, что изменение одной аминокислоты в варианте H3.1 имеет решающее значение для привлечения специфического белка TSK/TONSL, необходимого для восстановления поврежденной ДНК во время репликации.
«H3.1 служит флагом для локализации этого ремонтного белка в нужное время и в нужном месте в реплицирующихся клетках, — поясняет Янник Джейкоб (Yannick Jacob), доцент кафедры молекулярной, клеточной биологии и биологии развития в Йельском университете и соавтор исследования. — H3.1 гарантирует, что путь восстановления работает только во время репликации ДНК».
Причем та самая аминокислота, отличающая гистон H3.1 от H3.3, играет решающую роль в избирательном взаимодействии ремонтного белка TSK/TONSL с гистоном H3.1. По словам Джейкоба, когда ученые реплицировали клетки без H3.1, они наблюдали «мутации, активацию альтернативных путей восстановления ДНК и множество дефектов развития».
Как отмечает Джейкоб, понимание роли H3.1 и его вариабельной аминокислоты способно не только открыть новые терапевтические подходы к человеческим заболеваниям, таким как рак, но также «показать, как малейшее различие в последовательности белка может иметь такое огромное функциональное влияние на протяжении всей эволюции».
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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