Serge Gangloff, Guillaume Achaz, Stefania Francesconi, et al. Quiescence unveils a novel mutational force in fission yeast. eLife, 2017; 6 DOI: | |
|---|---|
|
|
В течение ста лет учёные полагали, что чем больше клетки делятся, тем больше они приобретают мутаций. Однако, учёные из Institut Pasteur показали, что покоящиеся клетки, которые не делятся, также приобретают определенный тип мутаций -- делеции.
Генетики изучали наследование или передачу признаков между поколениями. Генетическая информация, ответственная за эти признаки, находится в молекуле ДНК, которая реплицируется во время каждого деления и передачи ее дочерним клеткам. "Аппарат репликации ДНК достаточно мощный, чтобы в точности передавать генетическую информацию и достаточно гибким, чтобы позволить ей приобретать различные вариации, наз. мутациями," объясняет Benoït Arcangioli, глава Dynamics of the Genome Unit в Institut Pasteur. What we currently know about mutations
Большинство мутаций имеет нейтральный эффект и те, что могут оказывать положительное или отрицательное влияние на характеристики клеток, индивидов и видов, редки. Однако, их возникновение позволяет видам эволюционировать под влияние естественного отбора. В этом контексте генетики полагали, что количество мутаций связано с количеством клеточных делений. "Полагали, что чем больше клетка делится, тем больше приобретает мутаций," объясняет Arcangioli. Однако, в условиях естественного отбора, клетки относительно мало времени клетки затрачивают на деления и большую часть время проводят в бездействии или покойном состоянии, напр., у взрослых организмов. Возник вопрос, возникают ли мутации у таких покоящихся клеток. Quiescent cells also mutate
Benoït Arcangioli's команда в Institut Pasteur показала, что ДНК покоящихся клеток также приобретает мутации. "Эти мутации появляются линейно по времени и отличаются от тех, что появляются во время роста." Во время роста мутации обнаруживают тенденцию увеличивать количества A/T (adenine/thymine) оснований за счет C/G (cytosine/guanine) оснований и инсерций, которые возникают чаще, чем делеции. Ситуация оказывается обратной в покойном состоянии в том смысле. что изменения между A/T и G/C основаниями остаются сбалансированными, а делеции превалируют над вставками. Как следствие, "регулярная смена двух систем мутагенеза приводит к динамическому балансу в композиции и размере геномов у данных видов." Это также указывает на то, что состояние покоя, подобно росту подвержено действию естественного отбора и оно оптимизирует потенциал жизнеспособности клеток, когда нет делений. A role in male/female gamete dimorphism
"У многих видов, от растений до человека, мужские гаметы делятся постоянно, противоположное наблюдается для женских гамет. Главным значением нашей работы является поэтому то, что мужские и женские гаметы, каждая со своими отличающимися мутациями, должны постепенно воздействовать на генетический материал по-разному." Комбинация двух методов мутагенеза д. поэтому играть ключевую роль диморфизме мужских и женских гамет.
Более того, путем предоставления доказательств, что эти разные методы мутагенеза возникают в разные моменты клеточной жизни (клетки во время роста или в покоящемся состоянии), понятие времени вносится в механизм мутагенеза. "Эта концепция мутаций в зависимости от времени имеет два преимущества. Во-первых, она согласуется с теорией молекулярных часов, используемых для эволюции (м выражается в годах) и, во-вторых, она возвращает эволюционную силу обратно женским гаметам."
|