В микроскопическом мире, среди одноклеточных водорослей и простейших, обитают удивительные существа – пиявковидные коловратки (bdelloid rotifers). Долгое время ученые ломали голову над их необычайной живучестью и способностью процветать в самых экстремальных условиях – от пересыхающих луж до антарктических льдов. И вот, международной команде биологов удалось совершить революционное открытие: эти крошечные многоклеточные организмы обладают поразительной способностью изменять свою ДНК в режиме реального времени!
Представьте себе: не просто мутация, происходящая случайно и передающаяся потомству, а активный, направленный процесс перестройки генетического кода. Это все равно, что иметь возможность менять слова в книге прямо во время ее чтения, подстраивая сюжет под текущие обстоятельства.
Пиявковидные коловратки — это крошечные пресноводные организмы, длиной примерно от 0,2 до 0,5 мм. Они живут в капельке воды, возле воды или даже в росе на листьях. Ученые выяснили, что эти существа могут внедрять в свой геном фрагменты чужой ДНК — в частности, от бактерий, грибов и даже растений. Этот процесс называется горизонтальным переносом генов. Ранее он был известен только у бактерий. Для многоклеточных организмов он считался невозможным — до тех пор, пока коловратки не стали исключением.
Исследования показали, что миллионы лет назад они “украли” гены из бактерий и грибов — явление, ранее не наблюдавшееся у многоклеточных животных. Эти гены внедрились в их геном и стали частью их систем регуляции активности ДНК. То есть “заимствованные” гены помогают существам метилировать ДНК. Они добавляют к участкам ДНК химические метки, которые определяют, какие гены будут активны, а какие — нет.
Такое метилирование обычно наследуется, но в случае ротаторов может происходить динамически — в ответ на изменения среды. То есть они способны менять поведение своей ДНК буквально “на лету”, без мутаций.
Как работает изменение ДНК в реальном времени
Как вы уже поняли, изменения, о которых идет речь, происходят не на уровне самой последовательности ДНК, а на уровне эпигенетики. Это значит, что гены остаются на своих местах, но их активность изменяется с помощью химических сигналов. Такая система позволяет пиявковидным коловраткам гибко реагировать на стресс, сухость, ультрафиолетовое излучение и другие неблагоприятные факторы.
Их “приобретенные” гены, полученные в результате горизонтального переноса, снабжают их дополнительными белками и инструментами для этих процессов. При этом они регулируют экспрессию своих собственных генов, сдерживая, например, активность вредных мобильных элементов в ДНК, которые могли бы разрушать геном изнутри.
Это делает их не просто выносливыми — а способными перестраивать свои внутренние механизмы в зависимости от внешнего воздействия. По сути, эти существа впервые продемонстрировали в животном мире, что эпигенетическая система может быть приобретена у других видов и встроена в свой собственный метаболизм и цикл регуляции.
Что это значит для науки
Открытие пиявковидных коловраток создает новый подход к пониманию эволюции, устойчивости и адаптации. Такие открытия особенно важны для медицины. Эпигенетические сбои участвуют в развитии рака, аутоиммунных заболеваний и неврологических расстройств.
Если природа создала механизм, позволяющий менять активность генов без разрушения ДНК, возможно, на его основе можно будет разрабатывать лекарства нового поколения. Кроме того, механизмы, найденные у данных существ, потенциально могут быть использованы для создания устойчивых к стрессу сельскохозяйственных культур или терапии наследственных заболеваний.
Напоследок отметим, что пиявковидные коловратки — не единственные животные, у которых эпигенетика играет ключевую роль. Исследования показали, что у кенийских воробьев, например, эпигенетические механизмы позволяют сохранять здоровье популяции при низком генетическом разнообразии. У скаковых лошадей интенсивные тренировки изменяют метки ДНК в активных мышцах, что влияет на выносливость. А у медоносных пчел именно эпигенетика определяет, будет ли личинка рабочей пчелой или станет маткой.
То есть мы уже знаем, что природа использует гибкие системы управления генами, и это не исключение, а правило. И возможно, именно в этих механизмах скрываются ключи к будущим технологиям лечения и адаптации человека.
Открытие пиявковидных коловраток, способных в реальном времени изменять свою ДНК, переворачивает наши представления об эволюции и наследственности. Эти неприметные обитатели микромира демонстрируют невероятную гибкость и адаптивность, напоминая нам о безграничном творчестве природы. Они словно живые иллюстрации к идее о том, что жизнь не статична, а находится в постоянном движении и поиске новых способов выживания. В каждой капле воды скрывается целая вселенная удивительных стратегий, разработанных эволюцией, и коловратки – лишь одна из блестящих жемчужин в этой ослепительной коллекции. Возможно, изучение их уникальных генетических механизмов однажды поможет нам лучше понять процессы адаптации на более сложном уровне и даже найти новые подходы в медицине и биотехнологиях. Ведь кто знает, какие еще тайны скрывает этот удивительный мир крошечных чемпионов выживания?
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!
Без активной гиперссылки на материал Sauap.org копирование запрещено!
Ссылки: https://hi-news.ru/eto-interesno/kakoe-zhivotnoe-umeet-menyat-dnk-v-realnom-vremeni.html
Теги: в мире, интересные факты, история,мировая история, природа, биология, наука, образование
