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 5511 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Палеонтологи открыли два новых вида «юрских бабочек»

25-09-2015 Просмотров:3972 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи открыли два новых вида «юрских бабочек»

Ученые обнаружили на территории Казахстана и Китая два новых вида юрских сетчатокрылых, которые играли в мезозойских экосистемах роль современных бабочек. Открытие проливает свет на взаимоотношения растений и насекомых-опылителей прошлого. Об этом...

Птерозавры взлетали, отталкиваясь всеми конечностями

16-11-2010 Просмотров:9267 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Птерозавры взлетали, отталкиваясь всеми конечностями

Учёные всерьёз занялись «реабилитацией» птерозавров. Сначала Майкл Хабиб из Университета Чатэма (США) провозгласил, что эти создания (размером порою с жирафа) могли покрывать чудовищные расстояния без передышки, а теперь к нему...

65 млн лет назад на территории Свердловской области обитали плезиозавры

22-07-2015 Просмотров:4371 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

65 млн лет назад на территории Свердловской области обитали плезиозавры

Ископаемые остатки нового вида плезиозавров, возрастом 65 млн лет, обнаружили палеонтологи в Свердловской области. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на председателя Ульяновского отделения Всероссийского палеонтологического общества Владимира Ефимова. Плезиозавры — это вымершие морские...

Ученые выяснили, как цветы общаются с пчелами

22-02-2013 Просмотров:8059 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые выяснили, как цветы общаются с пчелами

Британские биологи выяснили, что некоторые цветочные растения умеют общаться с пчелами и другими опылителями при помощи электромагнитных полей, которые для пчел выступают своеобразными "неоновыми" вывесками, приглашающими их в нектар-бар, говорится...

Гигантскую рептилию назвали в честь Джима Моррисона

09-06-2013 Просмотров:7912 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гигантскую рептилию назвали в честь Джима Моррисона

За 40 млн лет до того, как известный рок-музыкант и солист группы The Doors Джим Моррисон начал называть себя королем ящериц, настоящий король ящериц бродил по жарким и влажным лесам...

top-iconВверх

© 2009-2017 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.