Генетический компромисс: Вредные гены широко распространены у дрожжей, но скрывают пользу

Теория антагонистической плетотропии предполагает, что один и тот же ген может быть как полезным, так и вредным в зависимости от условий. Эта идея, существующая с 1950-х годов, используется для объяснения старения, рака и наследственных заболеваний. Однако до сих пор не было известно, насколько широко это явление распространено в геноме.

Исследователи под руководством Цзяньчжи "Джорджа" Чжана из Мичиганского университета впервые провели полногеномный анализ распространённости антагонистической плетотропии на примере дрожжей. Результаты будут опубликованы 25 октября в журнале Cell Reports.

Ключевые выводы:

• В любой заданной среде дрожжи экспрессируют сотни генов, которые вредят, а не помогают организму.
• Многие из генов, вредных в одних условиях, оказываются полезными в других, что демонстрирует повсеместную антагонистическую плетотропию.
• Учитывая, что у дрожжей около 6000 генов, обнаруженный масштаб явления оказался неожиданным.

Методология:

Учёные использовали 5000 лабораторных штаммов дрожжей, в каждом из которых был удалён один несущественный ген. Все штаммы, помеченные генетическими "штрих-кодами", выращивали вместе в одной пробирке в шести различных условиях среды (разный состав питательных веществ, наличие стрессоров, например, этанола). Скорость роста каждого штамма сравнивали со скоростью роста "дикого типа" (без делеции генов).

Результаты:

• В среднем, в каждом из шести условий дрожжи экспрессировали около 300 генов, замедляющих рост (вредные гены). Их удаление ускоряло рост.
• Однако многие из этих генов оказывались полезными в других условиях.

Значение:

По словам Чжана, данные по дрожжам позволяют прогнозировать, что у человека антагонистическая плетотропия должна быть выражена ещё сильнее. Это указывает на необходимость особой осторожности при лечении наследственных заболеваний: терапия, устраняющая вредный эффект гена, может иметь неблагоприятные последствия в других аспектах жизни.