Некоторые растения обладают способностью исправлять ошибки в родительской ДНК.

В результате исследования, результаты которого очень поразили генетиков, было обнаружено, что растения способны переписывать генетический код, полученный ими от родительских особей, и возвращаться к коду предыдущих поколений.

Открытие бросает серьёзный вызов классическим правилам генетики, гласящим, что дети получают комбинацию генов родителей. Этот принцип был открыт и сформулирован в девятнадцатом веке австрийским монахом Грегором Менделем, проводившим свои эксперименты на растениях гороха.

Группой исследователей Университета Пердью, штат Индиана, США было обнаружено, что не все так просто. Оказалось, что растения, а возможно и другие организмы, включая человека, обладают механизмом, позволяющим обходить повреждённые ДНК-последовательности, доставшиеся от родителей, и возвращаться к генетическому коду поколения бабушек и дедушек или ещё более ранних поколений.

Открытие было сделано в результате изучения особой линии кресс-салата, называемой арабидопсис. В обеих копиях ДНК особей этой линии содержится особая мутация HOTHEAD. У таких растений лепестки и другие части цветков сильно сращены между собой.

Исходя из законов классической генетики, растения должны передавать повреждённые гены своим потомкам, цветки которых тоже должны иметь сросшиеся лепестки. Однако оказалось, что около 10% растений второго поколения имеют совершенно нормальные цветки.

С помощью метода генетического секвенирования (определения последовательности ДНК) исследователи установили, что растения второго поколения каким-то образом "переписывают" ДНК-последовательность одного или обоих HOTHEAD генов. Они заменяют патологическую последовательность, полученную от родителей, на нормальную, характерную для более ранних поколений.

При изучении других генов, оказалось, что растения зачастую изменяли и другие ДНК-последовательности, возвращаясь, таким образом, к генетическому коду своих предков. Все это вызвало огромное удивление авторов, так как до сих никто даже не предполагал о возможности существования подобного феномена.

Сейчас учёные прилагают огромные усилия для того, чтобы разгадать, с помощью какого механизма растения способны изменять свой генетических код. Для этого им необходим некий шаблон (образец генетического кода предков), который способен передаваться из поколения в поколение.

Возможно, существуют дополнительные копии гена, расположенные где-то в ДНК растений. Но это маловероятно, так как растения способны переписывать последовательности ДНК, не имеющие копий в их геноме.

Наиболее логичным объяснением может послужить наличие внутри клеток ранее неизвестных депозитов молекул РНК, являющихся резервной копией ДНК. Такие молекулы могут передаваться с пыльцой или семенами вместе с ДНК родительского организма и использоваться при необходимости в качестве шаблона для корректировки генов, содержащих мутацию.

Авторы предполагают, что в нормальных условиях такой механизм коррекции генов запускается крайне редко. У кресс-салата арабидопсис это происходит в силу наличия двух копий мутантного HOTHEAD гена, что подвергает растение определённому стрессу.

Существование такого механизма оправдано с биологической точки зрения, так как он может способствовать выживанию растений при неблагоприятных условиях, например, при недостатке воды или питательных веществ. Подобные стрессовые ситуации могут запускать процесс замены генетического кода на код предшествующих поколений, который, возможно, обеспечивает растению характеристики, позволяющие выживать в неблагоприятных условиях.

Есть вероятность того, что подобный процесс может протекать и в клетках человека. На это указывают редкие случаи, когда у детей, унаследовавших от родителей вызывающие заболевания мутации, проявления этих заболеваний сводятся к минимуму. Возможно, это происходит в силу того, что часть клеток в их организмах возвращается к нормальному генетическому коду.

Если человеческий организм на самом деле способен исправлять свои гены, этот механизм может быть скопирован исследователями и врачами. Они могли бы идентифицировать молекулы РНК, необходимые для исправления повреждённого гена, и использовать их для избавления организма от неблагоприятных мутаций.

Источник новости: Nature

Пересказала Е. Рябцева