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 6020 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Древнейшее существо с мышцами

01-09-2014 Просмотров:5028 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древнейшее существо с мышцами

Остатки самого древнего существа, обладавшего настоящими мышцами, обнаружили британские палеонтологи на канадском острове Ньюфаундленд. По предварительным данным, первый потенциальный бодибилдер планеты был родственником кораллов и жил на дне морском в...

Гигантская птица из эоцена оказалась травоядной

24-11-2012 Просмотров:8970 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гигантская птица из эоцена оказалась травоядной

Следы, оставленные, как полагают, гигантской птицей диатримой (Diatryma), указывают на то, что это «смирное травоядное», а не хищник или падальщик, как считалось ранее. Диатрима (Diatryma)Дело в том, что в отпечатках, обнажившихся...

Саблезубые кошки угрожали древнейшему предку человека

04-01-2011 Просмотров:8999 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Саблезубые кошки угрожали древнейшему предку человека

Древнейший известный предок человека вероятно жил в страхе перед большими саблезубыми кошками обитавшими у берегов древнего африканского озера. Возможно Sahelanthropus населяли лесные ниши, где деревья предоставляли им некоторую защиту Среди окаменелостей...

Обнаружены самые древние приматы с ногтями

17-08-2011 Просмотров:8836 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Обнаружены самые древние приматы с ногтями

Группа американских учёных описала 25 новых образцов Teilhardina brandti. Эти вымершие приматы ранее были известны только по нижним зубам. На этот раз в распоряжении учёных оказались фрагменты верхних зубов и...

Ученые обнаружили самое древнее насекомое с крыльями

06-04-2011 Просмотров:9655 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые обнаружили самое древнее насекомое с крыльями

В штате Массачусетс ученые нашли отпечаток насекомого подкласса крылатых насекомых. Возраст находки составил 312 млн. лет. Это древнейшее известное на настоящий момент насекомое, способное летать. Доктору Ричарду Кнехту (Richard J. Knecht)...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.