Поиск по сайту
Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение».
Другие книги: «Познай себя», «Основы адаптологии» и «Вне привычного».
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2669
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://nauka21vek.ru/archives/53015.

Бактерии способны «подбирать» фрагменты ДНК из внешней среды – новая тайна эволюции?

Что-то в нас никогда не умирает – ну, не совсем умирает. Лабораторный эксперимент с участием микробов и кости мамонта показал, что бактерии способны впитывать из окружающей среды генетические останки давно умерших организмов и «вставлять» их в свои геномы.

Эта способность – важный механизм эволюции, который раньше не замечали ученые; новое добавление к списку, куда входит секс (два организма, сочетающие свои гены путём спаривания), случайные мутации ДНК, и активная передача генов между живыми микробами.

Впитывая фрагменты ДНК, дрейфующие в окружающей среде, бактерии получают доступ к «антикварному магазину» генетического материала – к генам, которые могут уже выйти из употребления ныне живущими организмами. Более того, этот механизм требует минимума клеточных «инструментов» – он, скорее всего, сохранился с очень древних времен. Что-то в нас никогда не умирает – ну, не совсем умирает. Лабораторный эксперимент с участием микробов и кости мамонта показал, что бактерии способны впитывать из окружающей среды генетические останки давно умерших организмов и «вставлять» их в свои геномы.

Эта способность – важный механизм эволюции, который раньше не замечали ученые; новое добавление к списку, куда входит секс (два организма, сочетающие свои гены путём спаривания), случайные мутации ДНК, и активная передача генов между живыми микробами.

Впитывая фрагменты ДНК, дрейфующие в окружающей среде, бактерии получают доступ к «антикварному магазину» генетического материала – к генам, которые могут уже выйти из употребления ныне живущими организмами. Более того, этот механизм требует минимума клеточных «инструментов» – он, скорее всего, сохранился с очень древних времен. Давным-давно, когда секса еще не было, первые клетки могли подбирать блуждающие фрагменты ДНК, и с их помощью выживать и эволюционировать.

Когда организмы умирают, их ДНК рассыпается на части. Но эти крохотные поврежденные фрагменты не исчезают навсегда, рассказывает автор исследования Сёрен Овербалле-Петерсен (Søren Overballe-Petersen). Ученый подкормил короткими фрагментами полуразложившейся синтетической ДНК Acinetobacter baylyi, и увидел, как бактерии добавили их в свои геномы. Затем Овербалле-Петерсен раздробил кость мамонта возрастом в 43,000 лет, извлек оттуда кусочки ДНК, и скормил их своим микробным культурам – и ДНК вымершего зверя нашло себе место в живых бактериях.

Немало видов бактерий берут ДНК от других живых микробов с помощью сложной системы из примерно 40 генов. Но когда датский ученый «отключил» в своих микробах часть этого аппарата, они совершенно спокойно продолжали «впитывать» короткие фрагменты ДНК – те автоматически включались в геном во время обычного копирования ДНК. Овербалле-Петерсен полагает, что бактерии впитывают ДНК пассивно. Соблазнительно предположить, что механизм этот достаточно прост, чтобы работать уже на ранних этапах эволюции клеточных организмов.

Неясно, что бактерии делают со своей новой ДНК. Фрагменты ее слишком малы, чтобы нести информацию о целом гене, но могут содержать промотор, контролирующий транскрипцию (включение) других генов, предположила Лора Уэйрич (Laura Weyrich), сотрудница Австралийского центра изучения древней ДНК в Аделаиде. Или же бактерии хватают кусочки вирусной ДНК, поднимающие их иммунитет в борьбе с вирусами (т.е. действующие как вакцина).

Но, независимо от того, для чего она нужна сейчас, способность включать ДНК чужих организмов могла сыграть важнейшую роль в эпоху зарождения жизни. Ведь древние микробы, кажется, регулярно менялись генами, говорит Найджел Голденфельд (Nigel Goldenfeld), сотрудник Университета Иллинойса в Урбана-Шампэйн. До появления секса это могло способствовать быстрой эволюции.

А исследования Джонатана Ломбарда (Jonathan Lombard) из Национального центра эволюционного синтеза (Дарэм, штата Северная Каролина) говорят о том, что первые клетки были покрыты неплотными мембранами, и слабо могли контролировать всё, что входило в них и выходило. Скорее всего, пищу они получали непосредственно из внешней среды, и не будет большой вольностью предположить, что одновременно они подбирали и ДНК.

Овербалле-Петерсен представил свое исследование на конференции по горизонтальному переносу генов, которая прошла в сентябре в Мильтон Кейнс (Великобритания).

По материалам New Scientist.

Артём Космарский nauka21vek.ru Когда организмы умирают, их ДНК рассыпается на части. Но эти крохотные поврежденные фрагменты не исчезают навсегда, рассказывает автор исследования Сёрен Овербалле-Петерсен (Søren Overballe-Petersen). Ученый подкормил короткими фрагментами полуразложившейся синтетической ДНК Acinetobacter baylyi, и увидел, как бактерии добавили их в свои геномы. Затем Овербалле-Петерсен раздробил кость мамонта возрастом в 43,000 лет, извлек оттуда кусочки ДНК, и скормил их своим микробным культурам – и ДНК вымершего зверя нашло себе место в живых бактериях.

Немало видов бактерий берут ДНК от других живых микробов с помощью сложной системы из примерно 40 генов. Но когда датский ученый «отключил» в своих микробах часть этого аппарата, они совершенно спокойно продолжали «впитывать» короткие фрагменты ДНК – те автоматически включались в геном во время обычного копирования ДНК. Овербалле-Петерсен полагает, что бактерии впитывают ДНК пассивно. Соблазнительно предположить, что механизм этот достаточно прост, чтобы работать уже на ранних этапах эволюции клеточных организмов.

Неясно, что бактерии делают со своей новой ДНК. Фрагменты ее слишком малы, чтобы нести информацию о целом гене, но могут содержать промотор, контролирующий транскрипцию (включение) других генов, предположила Лора Уэйрич (Laura Weyrich), сотрудница Австралийского центра изучения древней ДНК в Аделаиде. Или же бактерии хватают кусочки вирусной ДНК, поднимающие их иммунитет в борьбе с вирусами (т.е. действующие как вакцина).

Но, независимо от того, для чего она нужна сейчас, способность включать ДНК чужих организмов могла сыграть важнейшую роль в эпоху зарождения жизни. Ведь древние микробы, кажется, регулярно менялись генами, говорит Найджел Голденфельд (Nigel Goldenfeld), сотрудник Университета Иллинойса в Урбана-Шампэйн. До появления секса это могло способствовать быстрой эволюции.

А исследования Джонатана Ломбарда (Jonathan Lombard) из Национального центра эволюционного синтеза (Дарэм, штата Северная Каролина) говорят о том, что первые клетки были покрыты неплотными мембранами, и слабо могли контролировать всё, что входило в них и выходило. Скорее всего, пищу они получали непосредственно из внешней среды, и не будет большой вольностью предположить, что одновременно они подбирали и ДНК.

Овербалле-Петерсен представил свое исследование на конференции по горизонтальному переносу генов, которая прошла в сентябре в Мильтон Кейнс (Великобритания).

По материалам New Scientist.


Обсуждение Еще не было обсуждений.



Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Критерии полноты и верности теории
Об эффективности системного мышления: Критерии полноты и верности теории.
11-12-2017г.

Книга «Мировоззрение»
Обобщены мировоззренческие материалы сайта Форнит в виде электронной Достижения и недостатки при Путине.
03-11-2017г.

Системное мышление и формализация
В статье показано, что такое системная модель и почему не системное исследование дает бессмысленные результаты:
Системное мышление и формализация.
24-09-2017г.

О демократии и либерализме
Надеюсь, что статья не будет красной тряпкой для верных Идее либералов и демократов, а послужит поводом для переосмысления многих интересных социальных проблем: О демократии и либерализме.
12-09-2017г.

Смерть и адаптивность
Более общим, чем естественный отбор, для личности является понятие своевременности и своеместности существования - хронотоп личности:
Смерть и адаптивность.
12-07-2017г.

Дети и политика
Что вырастит из ребенка: носитель чужих идей (робот), просто проживающее свою жизнь быдло или самобытный человек, сформировавший свое личное мнение по самым важным именно для себя вопросам: Дети и политика.
18-06-2017г.

Эвристика вероятности
Сегодня существуют методы, позволяющие даже в случае минимального жизненного опыта оценивать, насколько вероятно, что вам врут партнеры и близкие, насколько уверенно можно допускать зависимость между явлениями, в том числе, казалось бы, совершенно не связанными: Эвристика вероятности.


27-05-2017г.

Модели понимания и зависимость
В статье рассмотрена особенность субъективных моделей, негативная для адекватности понимания - зависимые состояния: Модели понимания и зависимость.
16-05-2017г.

Ненависть к несправделивости
Ненависть настолько сильное чувство и настолько имеет далеко идущие последствия, что стоит разобраться в этом психическом явлении: Ненависть к несправделивости.
19-04-2017г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:22
Всего:427525