Вариация белка циркадных часов у плодовых мушек
Циркадные часы — молекулярная сеть, генерирующая суточные ритмы, присутствует у растений и животных.
Исследовательская группа Университета Лестера под руководством доктора Эрана Таубера изучила генетическую вариацию генов циркадных часов в диких популяциях плодовой мушки Drosophila melanogaster. Обнаружено, что в их генах развились различные функционально важные генетические вариации.
Исследование сосредоточено на белке криптохроме (CRY) — синем световом фоторецепторе, который синхронизирует циркадные часы мухи с циклом свет-темнота. CRY участвует в работе циркадных часов как у растений, так и у животных, включая человека.
Адаптивные вариации привели к существованию у плодовых мушек двух версий белка CRY, различающихся одной аминокислотой, которая влияет на циркадные часы.
- Анализ последовательности гена у мух из разных европейских популяций выявил множество вариаций. Одна из них — изменение одного основания ДНК, приводящее к двум версиям белка с разной аминокислотой.
- Биоинформатический анализ структуры белка показал, что эта единичная мутация оказывает глубокое влияние на структуру белка.
- Схожие пропорции двух версий белка во всех исследованных популяциях указывают, что эта вариация функционально важна для вида и активно поддерживается естественным отбором.
Испытания поведения мух, экспрессирующих разные белки CRY, выявили значимые различия:
Факт, что изменение одной аминокислоты может приводить к разному поведению, является важным открытием.
Эксперимент по экспериментальной эволюции длился почти год (~20 поколений мух). В контролируемой среде частота генетических вариантов стала схожей с наблюдаемой в дикой природе. Это подтвердило, что вариация активно поддерживается видом, хотя точный механизм ещё предстоит выявить.