Как клеткам удается так точно делиться, передавая генетическую информацию "по наследству"? Международная команда исследователей нашла ответ на вопрос, который мучил биологов полвека. Оказалось, что ключевую роль в этом сыграл древний "генетический мусор".
В чем была загадка?
В каждой клетке есть центромеры — специальные участки ДНК, которые работают как прищепки. За них хватается клеточный "скелет", чтобы растащить хромосомы по двум новым клеткам. Механизм работы центромер удивительно одинаков у всех живых существ: от дрожжей до человека.
Но есть парадокс: сами центромеры у разных организмов выглядят совершенно по-разному и эволюционируют очень быстро. Особенно выделяются пекарские дрожжи — у них центромеры крошечные и невероятно точные, что выглядит как биологическая аномалия. Откуда они взялись?
Кто помог разгадке?
Команда ученых под руководством Андреа Музаккьо из Германии и Джефа Беке из США нашла недостающее звено эволюции. Они изучали родственные виды дрожжей и обнаружили у них "прото-точечные" центромеры — промежуточную стадию между крупными центромерами предков и миниатюрными современными.
Анализ показал неожиданную вещь: эти участки ДНК произошли от ретротранспозонов — "прыгающих генов", которые долгое время считались бесполезным генетическим мусором.
Что это значит?
Эволюция совершила гениальный трюк: она приручила паразитические фрагменты ДНК и превратила их в важнейшую структуру, без которой невозможно деление клеток. То, что когда-то было мусором, стало основой жизни.
Результаты опубликованы в журнале Nature. Ученые наконец закрыли вопрос, открытый еще в начале 1980-х годов.
Что дальше?
Теперь исследователи хотят понять, как белковый механизм клетки (кинетохор) умудряется распознавать эти эволюционно новые центромеры. А также ищут другие примеры, где транспозоны были использованы для создания важных структур — возможно, это гораздо более распространенное явление, чем считалось.