d_kishkinev (d_kishkinev) wrote,
d_kishkinev
d_kishkinev

Categories:

Еще о молекулярных механизмах эволюции

На этой неделе вышла интересная статья в Science - Rohner et al. 2013 (это эволюционная группа из Harvard Medical School, Boston). В ней доложили об интересном механизме, который скорее всего вызывает всплеск морфологического разнообразия у мексиканских тетр (Mexican tetra, пресноводная рыба из отряда Харационообразные). Дело в том, что у этих рыб встречаются как глазастые формы, живущие в открытых речках и озерах, так и почти безглазые формы, обитающие в пещерных водоемах. Каким образом эволюция делает безглазых рыб? Какие молекулярные механизмы лежат в основе этого морфологического различия? Группа Ронера решила проверить роль одного из так называемых белков теплового шока (их еще называют шаперонами), а именно белка HSP90. В обычном режиме, этот и другие шапероны экспрессируются в ответ на клеточный стресс, в частности, на сильно повышенную температуру окружающей среды. Помогают "искореженным" полуденатурированным другим белкам "быть в форме", т.е. исправлять их нарушенные конформационные изменения, и продолжать выполнять свои функции. Еще часть шаперонов участвует в укладке (folding) свежесинтезированных белков. Там же не просто нужно прочитать РНК и правильно составить нить из аминокислот, но и сделать так, чтобы они сложились в правильную форму. Часть белком могут складываться и без шаперонов, но некоторым шапероны просто таки необходимы.

Предыстория этой статьи началась в конце 1990-х гг, когда группа Сюзанны Линдквист из MIT опубликовали статью в 1998 г. о том, что у дрозофилл с разными отклонениями (странный формы глаза, ноги и прочие уродства) наблюдается пониженная экспрессия HSP90. Линдквист и ко. тогда выдвинули гипотезу, что HSP90 это такой тумблер запуска морфологических отклонений. Группа Ронера заинтересовалась эволюционным механизмом образования безглазых мексиканских рыб и, помятуя про ту дрозофильную работу, сделала следующий шаг. Они решили посмотрел, а велика ли роль HSP90 у этих странных мексиканских рыб? В экспериментальной группе у мальков мексиканских тетр экспрессия HSP90 была ингибирована специфическим ингибитором (радициколом, radicicol). В итоге появялись рыбы с очень широкой морфологической изменчивостью размеров глаз (см. картинку и график внизу). При этом контрольная группа рыб выращивалась в темноте, чтобы показать влияние уровня освещения на те же морфологические измененния, и темнота сама по себе не вызывает такой всплеск изменчивости глаз. Авторы сделали из этого вывод, что HSP90 в нормальных условиях маскирует ответ на шок (в пещерных водах очень пониженная соленость, что довольно большой физиологический стресс для организма рыб) за счет исправления ошибок при фолдинге белков. Убери HSP90 - и все эти ошибки вылезут наружу. Т.е. HSP90 - такой триггер всплеска морфологической изменчивости, после которого за дело берется старый добрый направленный естественный отбор и оставляет безглазых рыб, т.к у них организм не тратит ресурсы на формирование этих ненужных в пещерных условиях органов. Очень интересная работа и объяснение, хотя в комментариях к этой статье в Science были мнения и о том, что может быть не всё так просто и механизмов так может включаться много, в частности, может быть всплеск изменчивости, вызванный т.называемыми мобильными генетическими элементами (транспозонами). В любом случае, чувствую, что интерес к HSP90, и вообще к шаперонам как ключевым элементам молекулярных основ эволюции, будет в ближайшие годы нарастать.

Rohner et al. 1 Rohner et al. 2
Tags: science
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments