ДНК эволюционирует с разной скоростью в зависимости от структуры хромосом

Структура хранения ДНК у архей значительно влияет на скорость её эволюции, как показало новое исследование учёных из Индианского университета.

Исследование под руководством молекулярного биолога Стивена Белла, заведующего кафедрой молекулярной и клеточной биохимии, было опубликовано в Nature Microbiology. Его результаты могут повлиять на исследования методов лечения генетических заболеваний, таких как рак.

«Самое интересное, что мы выявили, — это идея о том, что форма молекулы ДНК может влиять на её способность меняться», — сказал Белл. — «Мы видим, что со временем форма фактически влияет на эволюцию. То, как структурирована ДНК, может её изменять, создавая эволюционную петлю обратной связи».

Археи — одноклеточные микроорганизмы, открытые в 1970-х годах, — представляют собой один из трёх доменов жизни на Земле (наряду с бактериями и эукариотами, к которым относятся млекопитающие и люди) и, возможно, являются древнейшим из них.

«Археи можно рассматривать как молекулярные окаменелости. Их изучение похоже на путешествие в прошлое примерно на 2 миллиарда лет», — отметил Белл.

Ранее Белл и его коллеги обнаружили, что некоторые виды архей организуют свои хромосомы, хранящие ДНК, в два компартмента.

В новом исследовании учёные измерили частоту мутаций хромосом у 11 видов определённого рода архей. Их анализ показал, что ДНК в одном компартменте, где она хранится более компактно, изменялась гораздо быстрее, чем в другом.

Это открытие важно, потому что понимание формы и функции ДНК может помочь лучше понять все формы жизни, включая человека. В перспективе это знание может способствовать улучшению методов лечения генетических заболеваний.

«Нам нужно понять, как что-то работает, прежде чем мы сможем понять, как это исправить, если что-то пойдёт не так», — подчеркнул Белл.

Данная работа основывается на предыдущем исследовании, в котором Белл и его коллеги обнаружили сходства между хромосомами человека и архей.