ДНК — не инструкция жизни, а лишь список ингредиентов
Профессор клеточной биологии и молекулярной генетики Университета Мэриленда Энтони Хосе в двух статьях, опубликованных 22 апреля 2020 года в Journal of the Royal Society Interface и BioEssays, оспаривает общепринятый взгляд на наследственность.
Он утверждает, что ДНК — это лишь «список ингредиентов», а не «инструкция» для построения организма. Инструкции, по его мнению, гораздо сложнее и хранятся в молекулах, регулирующих работу ДНК и других клеточных систем.
Новый взгляд на наследственность
Хосе предлагает теоретическую концепцию, основанную на 20-летних исследованиях в генетике и эпигенетике. Он рассматривает наследственность как сложную информационную сеть, где наследственной информацией обладают все регуляторные молекулы клетки.
«ДНК нельзя считать "чертежом" жизни. Это, в лучшем случае, перекрывающийся и потенциально перепутанный список ингредиентов, который разные клетки используют по-разному в разное время», — заявил Хосе.
Например, ген цвета глаз есть в каждой клетке тела, но процесс производства соответствующего белка запускается только на определённой стадии развития и только в клетках радужной оболочки. Эта информация не закодирована в ДНК. Форма органов также определяется факторами вне генома.
Три компонента наследственности
В своей концепции Хосе описывает наследственность через три компонента:
- Сущности (entities): геном и все молекулы клетки, необходимые для построения организма. Их структура и взаимное расположение воссоздаются в каждом новом поколении.
- Сенсоры (sensors): специфические молекулы, которые взаимодействуют с другими сущностями или средой, реагируя на их свойства.
- Свойства (properties): характеристики сущностей (расположение, концентрация, близость к другим молекулам), на которые реагируют сенсоры.
Вместе они позволяют организму «знать» о себе и своей среде. Это знание используется вместе с геномом для построения организма в каждом поколении.
Последствия для науки и медицины
- Медицина: Поиск причин различного проявления наследственных болезней должен включать не только генетические отличия, но и негенетические различия — например, в расположении молекул и их взаимодействиях.
- Эволюция: Эволюция может происходить через изменения в расположении молекул без изменений в последовательности ДНК.
- Сохранение видов: Попытки сохранить исчезающие виды только через банки ДНК упускают критическую информацию, хранящуюся в не-ДНК молекулах.
Профессор биологии Майкл Левин (не участвовавший в исследованиях) отметил, что этот подход может помочь ответить на вопросы, остающиеся за рамками текущего геномоцентричного взгляда на биологию, и указать новые пути в регенеративной медицине.