Новый метод углубляет понимание эволюционной генетики

Эволюционные биологи со времён Дарвина стремятся понять, как мутации в ДНК формируют рост и поведение организмов. Однако изучение генетических различий между давно разделившимися видами оставалось сложной задачей.

Исследователи под руководством профессора Института Бака Рэйчел Брем преодолели это препятствие, разработав метод на основе далёких друг от друга видов дрожжей — одноклеточных организмов, используемых для производства пива, вина и хлеба.

Ключевые результаты исследования, опубликованного в Nature:

• Модельный объект: Дрожжи (Saccharomyces) были выбраны как простая система, являющаяся хорошей моделью для более сложных организмов.
• Фенотипическое различие: Учёные обнаружили, что разные виды дрожжей с разной эффективностью используют галактозу — сахар, содержащийся в растительных материалах.
• Генетическая причина: Было идентифицировано семь участков в ДНК дрожжей (регуляторные сайты), где виды имели различную генетическую информацию. Эти участки контролировали включение и выключение генов метаболизма галактозы по мере роста клеток.
• Вывод: Именно изменения в этих регуляторных последовательностях стали причиной различий в использовании галактозы у разных видов дрожжей.

Значение и перспективы метода:

По словам Рэйчел Брем, работа демонстрирует, что генетические исследования больше не ограничены сравнением близких родственников. Новый метод открывает возможности для:

• Понимания, как виды малярийных плазмодиев приобрели различные механизмы заражения со временем, что может привести к созданию новых видовых методов лечения.
• Изучения эволюции признаков у растений, например, как сформировались короткозёрный и длиннозёрный рис, для выведения новых сортов.

Применение в других областях:

Профессор Гордон Литгоу, изучающий старение на моделях нематод, отмечает потенциал метода для его области. Например, в семействе нематод Caenorhabditis есть морфологически сходные, но генетически сильно различающиеся виды с существенно разной продолжительностью жизни.

"Такие инструменты дают нам возможность сравнить их ДНК — какие гены отвечают за изменения в продолжительности жизни? Это первый шаг к пониманию того, как мы могли бы использовать эти различия для продления периода здоровья", — заявил Литгоу.