Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Эволюции>>Белки-шапероны ускоряют эволюцию

Воскресенье, 15 Декабрь 2013 17:32

Белки-шапероны ускоряют эволюцию

Автор 

В обычном представлении эволюция — это накопление случайных генетических мутаций, которые, комбинируясь друг с другом, изменяют какие-то черты вида. Эти изменения могут быть как благоприятными, так и не очень, и первые проходят естественный отбор, а вторые отправляются в небытие вместе со своими носителями. 

Астианакс пещерный незрячий (снизу) и астианакс обычный зрячий (фото Nicolas Rohner / Harvard Medical School).Астианакс пещерный незрячий (снизу) и астианакс обычный зрячий (фото Nicolas Rohner / Harvard Medical School).Эта модель предполагает, что времени на эволюцию уходит очень, очень много. Но живые организмы сталкиваются с такими экологическими изменениями, которые происходят быстро и остаются надолго. С одной стороны, в таких случаях можно обойтись теми возможностями, которые даёт имеющаяся эволюционная стадия. Но можно поступить иначе и воспользоваться «ускорителем эволюции».

О таком «ускорителе эволюции» рассказывают в журнале Science исследователи из Института Уайтхеда и Гарвардского университета (оба — США). Им оказался шаперон, белок теплового шока HSP90. С его помощью учёные описывают стремительную эволюцию слепых пещерных рыб астианаксов. Живя в полной темноте, эти существа утратили в своё время зрение и пигментацию; это считается эволюционным шагом вперёд, так как, отказавшись от бесполезных признаков, астианаксы смогли перенаправить ресурсы на другие системы: скажем, усовершенствовать органы осязания, позволяющие ориентироваться и находить добычу по колебаниям воды.

При этом следует обязательно сказать, что есть и обычные астианаксы, которые живут в открытых водоёмах и у которых с глазами и окраской всё в порядке. 

Процессы вроде утраты зрения (и некоторые других эволюционные изменения) обычно объясняются с помощью концепции молчащих мутаций: в популяции накапливаются некие изменения в ДНК, потенциально полезные, но они остаются непроявленными — до того момента, пока популяция не испытает стресса. Но что именно удерживает такие мутации в молчании? 

Некоторое время назад учёные обнаружили, что белок HSP90 может подавлять проявление генетических изменений у самых разных организмов, от дрозофил до дрожжей и растений. При стрессе внутриклеточный запас HSP90 падает, и это приводит к появлению черт, которых раньше не было: одни ничего не меняют в приспособленности организма к среде, а другие оказываются весьма полезными.

HSP90 относится к шаперонам, роль которых — помогать другим белкам принимать правильную пространственную конформацию. От 3D-структуры зависит работа любого белка, при этом процесс сворачивания белков довольно чувствителен и подвержен самым разным влияниям. Так что понятно, почему при стрессе важность шаперонов возрастает: им нужно поддержать другие белки в это нелёгкое время. 

Но что будет, если активность шаперонов подавить?

С одной стороны, клетка может погибнуть от стресса, а с другой — как уже сказано, у неё могут проявиться какие-то новые особенности. Клиффорд Тэбин (Clifford Tabin) и его сотрудники поставили такой эксперимент: они брали «нормальных», зрячих астианаксов и растили их с веществом, подавляющее активность HSP90. У таких рыб, по словам исследователей, глаза получались абсолютно разных размеров (то есть у каждой особи — свои). С другой стороны, если активность HSP90 подавляли у пещерной вариации астианаксов, никакого разброса в размерах глазных орбит у них не было — зато эти орбиты становились очень маленькими. 

Точно такой же результат был получен, когда зрячих рыб выращивали в воде, солёность которой была такой же низкой, как в подземных водоёмах. Низкая солёность влияет на механизмы реакции на тепловой шок, в том числе на активность белка HSP90. Рыбы, которых выращивали при подземной солёности, демонстрировали те же вариации в размерах глаз, что и рыбы, у которых HSP90 подавляли с помощью химического ингибитора. 

То есть у рыб в запасе были какие-то мутации, которые можно приспособить при «переезде» из открытого водоёма в пещерный. И когда такой «переезд» случился, астианаксам не надо было ждать новой порции мутаций, чтобы отобрать нужные. Но до поры эти мутации оставались под спудом. Изменение экологических условий выпускало их на волю, то бишь подавляло активность HSP90, и генетические «полуфабрикаты» можно было доводить до ума. 

 

Да, сырьём для эволюции тут по-прежнему служат мутации. Однако их реализация, или, если можно так сказать, освоение, может замедляться и ускоряться — и от этого же будет зависеть скорость эволюции в целом.

Ну а могут ли белки-шапероны служить такими регуляторами скорости эволюции у других видов, покажут только дальнейшие исследования. 

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Прочитано 7866 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Ученые выяснили причину вымирания мегафауны Северной Америки

18-02-2021 Просмотров:1103 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые выяснили причину вымирания мегафауны Северной Америки

Результаты нового исследования немецких ученых предполагают, что исчезновение мамонтов и другой мегафауны Северной Америки в конце плейстоцена было связано с климатическими изменениями, а не с приходом на континент первых людей...

Биологи проследили из космоса за колониями пингвинов

24-06-2014 Просмотров:6824 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи проследили из космоса за колониями пингвинов

Ученые доказали, что императорские пингвины, вопреки расхожему мнению, не всегда возвращаются в те места, где они появились на свет. Это значит, что потепление климата не несет серьезной угрозы их колониям. Императорские...

К 2100 году нас может стать 27 млрд

11-10-2011 Просмотров:10370 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

К 2100 году нас может стать 27 млрд

Если человечество будет плодиться с сегодняшней скоростью, а продолжительность жизни останется той же, к 2100 году нас будет 27 млрд. ...А ведь миллиарду нечего есть уже сегодня. (Фото Social Geographic.)«Это так...

Аральское море совсем молодое — максимум 24 тыс. лет

15-12-2015 Просмотров:5437 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Аральское море совсем молодое — максимум 24 тыс. лет

Группа ученых под руководством Сергея Кривоногова из Института геологии и минералогии имени В. Соболева СО РАН (Новосибирск) восстановила историю Аральского моря и показала, как менялись его границы и соленость в...

Погубивший динозавров астероид привёл еще и к оползням

13-07-2013 Просмотров:7909 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Погубивший динозавров астероид привёл еще и к оползням

Каково это было, когда метеорит врезался в Землю недалеко от современного полуострова Юкатан? Очевидно, приятного оказалось мало — особенно если учесть, сколько видов смогло пережить катаклизм. Титаническая ударная волна разметала...

top-iconВверх

© 2009-2023 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.