Скрытая генетическая война разворачивается внутри вашей ДНК

Геном человека и других организмов является ареной постоянного внутреннего конфликта, где «эгоистичные» мобильные генетические элементы пытаются нарушить его целостность. Исследование на плодовых мушках показало, что белки, защищающие теломеры (концы хромосом), должны эволюционировать с необычайно высокой скоростью, чтобы противостоять этим угрозам и предотвращать слияние хромосом и гибель клеток.

Ученые из Университета Пенсильвании под руководством Мии Левин сосредоточились на белковом комплексе из шести компонентов, который защищает теломеры. Два из этих белков, HipHop и HOAP, эволюционируют особенно быстро. Эксперименты с заменой белка HipHop у Drosophila melanogaster на версию из родственного вида привели к катастрофическим последствиям — гибели мух из-за массового слияния хромосом. Спасение наступило лишь после обратной замены всего шести ключевых аминокислот, что доказывает необходимость совместной эволюции (коэволюции) этих белков-партнеров.

Это открытие демонстрирует, как жизненно важные биологические системы выживают, постоянно переизобретая себя в ответ на внутренние генетические угрозы. Подобные эволюционные сигнатуры обнаружены и у приматов, что указывает на широкую распространенность этого механизма. Изучение такой компенсаторной эволюции поможет понять, как геномы сохраняют древние функции, одновременно адаптируясь к постоянно меняющимся вызовам.