Редакторы клеток исправляют генетические ошибки
Почти все наземные растения используют "армию" клеточных редакторов, которые исправляют ошибки в их генетической информации. Исследователи из Боннского университета перенесли части этой системы в бактерию E. coli. Их результаты подтверждают спорную гипотезу о работе этого широко распространенного механизма.
Сложная система исправлений
Генетический материал растений, особенно в митохондриях, содержит множество мелких ошибок. Вместо исправления самой ДНК растения корректируют её копии — транскрипты РНК. Этот процесс называется RNA editing. Он похож на исправление опечатки в каждом из тысячи отпечатанных экземпляров газеты.
Редакторы (PPR-белки) — узкие специалисты, каждый распознаёт одну конкретную ошибку. У некоторых растений таких "корректоров" более 500.
Эксперимент в бактерии
Чтобы понять, как работают редакторы, учёные перенесли PPR-белки из мха Physcomitrella patens в кишечную палочку (E. coli). Цель — выяснить, могут ли они редактировать бактериальную РНК самостоятельно.
Большинство учёных считало, что RNA editing — двухэтапный процесс:
- PPR-белок находит ошибку.
- Он привлекает фермент цитидиндезаминазу (своего рода "корректирующую жидкость" для РНК).
Самостоятельные редакторы
Некоторые PPR-белки имеют на конце особую последовательность аминокислот, которая теоретически может действовать как цитидиндезаминаза. Эксперимент подтвердил: эта группа PPR-белков действительно способна редактировать РНК E. coli без помощи отдельного фермента.
Когда исследователи изменили хотя бы одну ключевую аминокислоту в "корректирующей жидкости", белок терял способность к исправлению.
Значение и перспективы
Учёным также удалось "запрограммировать" PPR-белки на распознавание определённых ошибок. Работа с моделью E. coli упрощает такие эксперименты по сравнению с растениями.
Одна из эволюционных теорий предполагает, что сложная система RNA editing позволяет растениям "накапливать" мутации. Со временем могут формироваться комбинации многих изменений, которые по отдельности были бы вредны, но в сумме дают растению преимущество для выживания. Таким образом, этот громоздкий процесс может служить "игровой площадкой" для эволюции.