Ученые узнали, как эволюция структуры генов связана с их функциями
Команда ученых Сеченовского Университета вместе с коллегами из других научных центров выяснила, что структура генов, которые регулируют экспрессию вовлеченных в многочисленные взаимодействия белков, эволюционирует значительно медленнее, чем у прочих. При этом изменения в регуляторной активности генов с числом взаимодействий не связаны. Эти данные пригодятся для создания новых методов ранней диагностики и таргетной терапии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Genetics. Структурная эволюция генов — это изменения в последовательности ДНК, из которой синтезируются белки. Такие изменения могут влиять на свойства, форму и функции белков, которые кодируются генами. Регуляторная эволюция — это изменения в механизмах, управляющих активностью генов. Она определяет, когда и где ген активируется, что, в свою очередь, влияет на процессы, в которых участвует белок. Таким образом, структурная эволюция влияет на сами белки, а регуляторная — на их экспрессию (выработку).
Генетическая эволюция играет ключевую роль в биологии, однако механизмы, связывающие структурные изменения генов с их функциями в сложных молекулярных сетях, до сих пор изучены недостаточно. Особенно остро эта проблема стоит в отношении молекулярных путей, участвующих в развитии онкологических и других системных заболеваний.
Чтобы узнать больше об аспектах эволюции генов, исследователи смоделировали человеческий интерактом — полный набор взаимодействий между молекулами в отдельной клетке. С помощью этой модели, включающей более 600 тысяч молекулярных взаимодействий, команда изучила активность более 4500 генов и 1900 молекулярных путей.
Анализ показал, что структурная эволюция значительно замедляется для генов, регулирующих экспрессию белков, вовлеченных в многочисленные взаимодействия. Регуляторная же эволюция, как выяснилось, от количества взаимодействий не зависит.
«Эти данные подтверждают гипотезу о том, что белки, играющие центральную роль в биологических процессах, подвергаются более строгим эволюционным ограничениям, что сохраняет их функциональность. По всей видимости, структурная эволюция генов регулируется их ролью в молекулярных сетях, что позволяет по-новому взглянуть на механизмы генетической адаптации», — отметил главный научный сотрудник Института персонализированной онкологии Сеченовского Университета доктор биологических наук Антон Буздин.
Результаты исследования расширяют понимание эволюционных процессов, связывающих структуру и функции генов, что открывает новые перспективы для диагностики и лечения онкологических заболеваний. В частности, дальнейшие исследования позволят понять, как на молекулярном уровне изменяются белки, играющие ключевую роль в развитии рака, что даст возможность создать инструменты для ранней диагностики опухолей на основе выявления таких мутаций.
Кроме того, знания о взаимодействиях белков и их эволюции открывают перспективы для разработки новых таргетных препаратов, что может значительно повысить точность терапии и минимизировать побочные эффекты.
Telegram 
Дзен 
VK Биологи открыли новый вид рептилий и присвоили ему научное имя Acanthosaura syrax — в честь желтой драконицы Сиракс, на которой в сериале «Дом Дракона» летала королева Рейнира Таргариен. Авторы исследования признались, что такое название не просто дань популярному фэнтези: крошечное существо действительно поразительно напоминает экранную тезку.
Некоторые опасные для здоровья химические вещества продолжают обнаруживать в окружающей среде спустя десятилетия после того, как их использование решили ограничивать. Масштабный обзор европейских данных показал, где именно сохраняются эти загрязнители и насколько массовым было их распространение.
Вода в реке может выглядеть абсолютно чистой и прозрачной, но настоящее «досье» на экологическое состояние региона часто скрыто не в ней, а под ней — в донных отложениях. Это своеобразный химический архив, который накапливает все, что попадало в водоем на протяжении десятилетий. Ученые Южного федерального университета взяли на себя труд расшифровать этот архив в глобальном масштабе: они собрали и систематизировали все современные научные данные о том, как токсичные продукты горения оседают на дне рек и озер по всему миру. Результат этой работы позволил впервые увидеть полную картину загрязнения пресноводных экосистем — от Нижнего Дона и сибирских арктических рек до Амазонки, Нила и Миссисипи.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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