Многие рыбы откладывают икру на мелководье, куда проникает немало опасного ультрафиолетового излучения. Эти икринки еще не могут производить пигменты и вместо этого используют вещество, служащее естественной защитой от солнца.
Ультрафиолетовое излучение солнца вызывает повреждения ДНК и смертельно опасно живых клеток. Оно угрожает не только обитателям суши, но и водным, которые остаются близко к поверхности. Для защиты от него в коже позвоночных вырабатываются пигменты — меланины. Но производящие его клетки возникают лишь на поздних стадиях развития. Без них находящиеся на мелководье икринки (а иногда и мальки) могут оказываться беззащитными перед УФ-лучами. Поэтому такую роль в них играет совсем другое вещество, изученное биологами из Университета штата Юта. Их статья представлена в библиотеке препринтов bioRxiv.
Джеймс Ганьон (James Gagnon) и его коллеги использовали рыбок данио — популярнейшие модели для биологических исследований. Данио живут на мелководье, их икринки прозрачны и как будто лишены какой-либо защиты от ультрафиолета. Однако в их составе (как и в икре многих других рыб) имеется гадузол (gadusol) — вещество, поглощающее УФ-лучи подобно меланину. Гадузол производится при посредничестве белка, который кодируется геном eevs, и ученые получили генно-модифицированных рыбок, у которых этот ген не функционирует. В итоге самки этой линии откладывали икру, где гадузола не было.
Далее ученые облучали такую икру и мальков ультрафиолетом. Роль этой химической защиты оказалось трудно переоценить: без гадузола лишь редкие икринки вылуплялись, и только два процента мальков выживали. Более детальный анализ показал, что в таких эмбрионах появляется множество пиримидиновых димеров — типичный результат воздействия УФ-излучения на ДНК.
Изучив геномы 136 других видов рыб, биологи выяснили, что аналог гена eevs имеется у большинства из них, за исключением лишь некоторых, живущих на большой глубине или в вечно мутной воде (как, например, электрические угри). У всех остальных самки вынуждены производить для своего потомства «солнцезащитный крем», без которого оно практически не способно выжить.