Ученые доказали ключевой аспект эволюционной теории
Эволюционная теория предсказывает, что пары хромосом у бесполых организмов будут эволюционировать независимо друг от друга и становиться все более различными со временем — явление, известное как «эффект Мезельсона».
Хотя это явление было предсказано почти двадцать лет назад, доказательства его существования оставались неуловимыми.
Теперь исследователи из Университета Глазго впервые продемонстрировали эффект Мезельсона на уровне всего генома у паразита Trypanosoma brucei gambiense (T.b. gambiense). Результаты будут опубликованы в журнале eLife. Исследование проводилось в Центре молекулярной паразитологии Wellcome Trust при Институте биоразнообразия, здоровья животных и сравнительной медицины университета.
T.b. gambiense вызывает африканскую сонную болезнь у людей, приводя к тяжелым симптомам, включая лихорадку, головные боли, крайнюю усталость и боли в мышцах и суставах, которые проявляются лишь через недели или даже месяцы после заражения.
Когда инфекция поражает центральную нервную систему, возникают неврологические проблемы, такие как прогрессирующая спутанность сознания и изменения личности.
Чтобы продемонстрировать эффект Мезельсона у T.b. gambiense, исследовательская группа под руководством доктора Аннетт Маклауд секвенировала геномы 85 изолятов паразита. Образцы были собраны за более чем 50 лет (с 1952 по 2004 год) из нескольких очагов болезни в Гвинее, Кот-д'Ивуаре и Камеруне.
Сходство изученных геномов из разных локаций, наряду с отсутствием рекомбинации в эволюции паразита, позволяет предположить, что этот подвид произошел от одной-единственной особи в последние 10 000 лет.
«Примерно в это время в Западной Африке развивалось животноводство, что позволило паразиту, изначально являвшемуся организмом животных, "перепрыгнуть" от одного вида к другому через муху цеце», — говорит ведущий автор доктор Вилли Уир.
«С тех пор накапливались мутации, а отсутствие половой рекомбинации у T.b. gambiense означает, что две хромосомы в каждой паре эволюционировали независимо друг от друга, демонстрируя эффект Мезельсона».
Доктор Уир добавляет, что неспособность паразитов к рекомбинации друг с другом предотвращает обмен генами между штаммами. Это, в свою очередь, может препятствовать способности организма развивать устойчивость к нескольким лекарствам.
Команда также обнаружила свидетельства того, что паразит использует конверсию генов, чтобы компенсировать отсутствие полового размножения.
Этот механизм по сути «ремонтирует» неполноценную или мутировавшую копию гена на хромосоме, «копируя и вставляя» превосходную копию с парной хромосомы. Будущая задача — исследовать эффективность этого механизма в долгосрочной перспективе, поскольку эволюционная теория предполагает, что бесполые организмы в конечном итоге должны столкнуться с вымиранием. Если T.b. gambiense разделит эту судьбу, главная причина африканской сонной болезни будет устранена — хотя предсказать, когда это может произойти, невозможно.