Генетики опровергли одно из положений теории Дарвина

Исследователи из Германии и США доказали, что мутации ДНК, благодаря которым эволюционируют организмы, неслучайны. Согласно же эволюционной теории Дарвина, мутации происходят случайным образом, а потом закрепляются те из них, которые дают определенные преимущества. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Мутации происходят, когда ДНК после повреждения не восстанавливается в прежнем виде, а создает новую вариацию.

«Мы всегда считали мутации в геноме растений случайными, — приводятся в пресс-релизе Калифорнийского университета в Дейвисе слова первого автора статьи, доцента кафедры растениеводства Грея Монро (Grey Monroe). — Оказывается, мутации совсем не случайны в том смысле, что они приносит пользу растению. Это совершенно новый взгляд на мутацию».

За три года исследования авторы провели секвенирование ДНК сотен растений Arabidopsis thaliana — небольшого сорного цветка, который среди генетиков считается модельным растительным организмом из-за его относительно небольшого генома, включающего около 120 миллионов пар оснований. Для сравнения: в геноме человека примерно три миллиарда пар оснований.

Работу проводили в Институте биологии развития Макса Планка в Германии, где исследователи выращивали образцы в защищенной лабораторной среде, что позволяло растениям с дефектами, которые, возможно, не сохранились бы в природе, выживать в контролируемом пространстве.

Секвенирование выявило более одного миллиона мутаций, среди которых ученые выявили неслучайную закономерность, противоречащую тезису эволюционной теории о случайности мутаций. Они обнаружили, что в участках генома, отвечающих за рост клеток и экспрессию генов, мутации происходят очень редко.

«Наиболее биологически важные области генома защищены от мутаций. В этих регионах особенно эффективно происходит восстановление повреждений ДНК, — объясняет руководитель исследования, научный директор Института Макса Планка Детлеф Фейгель (Detlef Weigel). — Растение разработало способ защитить свои самые важные места от мутаций. Это захватывающе, потому что мы могли бы использовать это открытие, чтобы подумать, как защитить человеческие гены от мутаций».

Авторы установили, что способ обертывания ДНК вокруг белков указывает на то, будет мутировать тот или иной ген или нет.

«Это означает, что мы можем предсказать, какие гены мутируют с большей вероятностью», — добавляет ученый.

Исследователи надеются, что эти знания помогут селекционерам, которые полагаются на генетическую изменчивость для получения более качественных культур, а также позволят в будущем разработать новые методы лечения заболеваний, вызванных мутациями, в том числе рака.