Геном мухоловки проливает свет на причины мутаций
Исследовательская группа Уппсальского университета определила полный генетический код 11 особей из родословной мухоловки. Впервые удалось оценить скорость возникновения новых мутаций у птиц. Сопоставив новые результаты с оценками скорости мутаций у других организмов, учёные обнаружили чёткую закономерность: чем многочисленнее вид, тем ниже его скорость мутаций.
Команда секвенировала полный геном 11 членов трёхпоколенной семьи мухоловок (бабушки/дедушки, родители, потомство). Путем тщательного сравнения каждой из 1.1 миллиарда «букв» генетического кода у каждого индивидуума они искали новые генетические варианты, представляющие мутации, возникшие в половых клетках родителей.
«Это действительно как искать иголку в стоге сена. В среднем на особь было найдено всего около восьми мутаций. Мутации были распределены по геному случайно, поэтому не было короткого пути для их идентификации», — говорит Ханс Эллегрен, профессор эволюционной биологии и руководитель исследования.
На основе обнаруженных мутаций в семье команда оценила скорость возникновения новых мутаций: одна на 100 миллионов букв за поколение.
Одна из главных целей исследования — пролить свет на давний вопрос: почему мутации вообще существуют? Теория предполагает, что родители должны максимально избегать передачи потомству новых мутаций, так как большинство из них вредны. В идеале скорость мутаций должна быть равна нулю.
«Когда мы объединили наши результаты с оценками скорости мутаций у других видов, проявилась чёткая закономерность. Чем многочисленнее вид, тем ниже его скорость мутаций», — говорит Ханс Эллегрен.
Известно, что естественный отбор, как правило, эффективнее в больших популяциях. Поэтому отбор может лучше «настроить» механизм репликации ДНК в половых клетках у многочисленных видов, чтобы уберечь их потомство от вредных мутаций. Однако даже у самых многочисленных видов отбор недостаточно эффективен для эволюции механизма репликации со 100% точностью.
Таким образом, ответ на вопрос, почему мутации существуют (несмотря на их вредные эффекты), вероятно, заключается в том, что их невозможно полностью избежать.