Биологи предсказали вымирание организмов с низкокачественными генами

Эволюционные биологи из Университета Торонто обнаружили, что особи с низкокачественными генами могут производить потомство с ещё более неполноценными хромосомами, что в перспективе поколений может привести к вымиранию определённых видов.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), предсказывает, что организмы с такими генетическими дефектами могут испытывать увеличение числа мутаций в своей ДНК по сравнению с особями с высококачественными генами. Работа проводилась на плодовых мушках, чья простая система воспроизводит аспекты биологии более сложных систем, поэтому выводы могут иметь значение и для человека.

«Мутации играют ключевую роль в развитии рака и других проблем со здоровьем, затрагивающих людей и другие виды. Наше исследование предполагает, что проблема, вероятно, будет усугубляться со временем, приводя к мутационному коллапсу, который может уничтожить исчезающие популяции и увеличить риск проблем со здоровьем у семей в плохом состоянии», — говорит Натаниэль Шарп, ведущий автор исследования.

Шарп и профессор Анил Агравал изучали накопление мутаций у плодовой мушки Drosophila melanogaster, гены которой расположены на трёх основных хромосомах. Чтобы манипулировать генетическим качеством, они вводили вредные мутации в третью хромосому мухи. Затем они наблюдали, как наличие этих мутаций повлияло на приспособленность второй хромосомы в течение 46 поколений.

«Копии второй хромосомы, содержавшиеся в линиях с низкокачественными копиями третьей хромосомы, теряли приспособленность в два-три раза быстрее, чем те, что были с хорошими копиями третьей хромосомы. Это говорит о том, что низкое генетическое качество повышает скорость мутаций», — поясняет Шарп.

Хотя лежащий в основе механизм остаётся неизвестным, он может быть связан с тем, что поражённая особь менее способна восстанавливать ДНК или более подвержена её повреждениям.

Исследователи, однако, отмечают и возможный положительный результат этого процесса: повышенная скорость мутаций в условиях генетического или экологического стресса также может ускорить адаптацию к новым условиям среды.