Зелёный мутант поставил под удар основные законы генетики
Разведение салата в одной американской лаборатории закончилось скандальным заявлением учёных. Если оно подтвердится, человечество получит новый мощный механизм исправления генетических дефектов, ответственных за длинный ряд заболеваний.
Эксперимент, проведённый недавно молекулярным генетиком Робертом Пруиттом (Robert Pruitt) и его коллегами из американского университета Пардью (Purdue University), заставил предположить, что в некоторых случаях живой организм может удивительным образом получить генетический материал, которого вообще не было ни у одного из его родителей, но который присутствовал у его бабушки с дедушкой или в ещё более ранних поколениях.
В своих опытах биологи использовали сорняк, разновидность кресс-салата (arabidopsis thaliana).
Пруитт изучал работу одного гена (называемого «Горячая голова» – hothead), ответственного за правильное (или неправильное, в зависимости от версии этого гена) развитие листьев данного растения.
При скрещивании растений, «оснащённых» одним неправильным геном, биологи получали, в полном соответствии с законами генетики, одну четверть потомства, несущую два экземпляра бракованного гена, и три четверти растений, в которых дефектный ген был один или ни одного.
Мистер Пруитт, поставивший эксперимент, удивлён его результатом не меньше коллег (фото с сайта news.uns.purdue.edu).
Тут нужно сделать небольшое отступление. Любой ген, кодирующий какой-нибудь признак организма, типа цвета глаз у людей или формы листьев у растений, имеется в двух экземплярах – по одному, доставшемуся от «папы» и от «мамы» (неважно, идёт речь о человеке или о салате).
Если от одного из родителей потомку достался дефектный вариант этого гена – выручит второй экземпляр, и болезни (уродства) не будет. Если же оба гена достались неправильные, они и будут определять развитие организма по данному параметру.
Соответственно, если мы скрещиваем большое число растений, в каждом из которых один из пары генов «листьев» дефектен, то, по теории вероятности, в четверти случаев получаем растения с двумя такими генами.
Итак, биологи получили ряд растений, часть из которых продемонстрировала неправильный рост («склеивание» листьев и лепестков), то есть — была генетически больна.
Далее исследователи работали только с этими растениями, имеющими два дефектных гена «развития листьев» и, соответственно, не имели ни одного правильного такого гена.
Скрещивая их между собой, генетики ожидали получить полностью больное потомство, показывающее ту же мутацию — ведь у каждого из родителей нового растения были в наличии только дефектные гены.
Каково же было удивление экспериментаторов, когда они обнаружили, что 10% потомства от этих родителей – здорово и имеет нормальные листья.
Откуда они взяли правильный ген, если его не было у родителей?
Сначала Пруитт задался вопросом, а не загрязнили ли посторонние семена или пыльца его растения? Но повторённые эксперименты исключили это, так же, как возможность что некий другой ген дублировал hothead и хитро маскировал действие гена некорректного.
Мутантная версия arabidopsis thaliana должна где-то сохранить правильную генетическую информацию, чтобы передать её потомкам, но, как ни странно, не в хромосомах (фото с сайта news.uns.purdue.edu).
В конечном счёте, мистер Пруитт «родил» идею: нормальное потомство приобрело свои генетические данные из другого источника, нежели их родители.
«В то время как законы наследования Менделя, которые мы знаем ещё со средней школы, всё ещё верны, они не абсолютны», — заключил генетик.
Его еретическая теория гласит: правильные гены hothead были воссозданы не от ДНК, но от похожей молекулы — РНК, которая в живых организмах играет роль посредника, читающего инструкции, записанные в ДНК, чтобы строить белки.
Пруитт предположил, что наследственная информация была сохранена на РНК, как на молекулярном шаблоне, и была использована растением, чтобы устранить свои опасные дефекты в наследственном коде.
Правда, пока неясно – является ли эта способность к ремонту свойством именно данного гена, или свойством именно данного растения, и можно ли полученные результаты обобщать на всю живую природу. Да и в самом молекулярном механизме замены дефектного гена – ничего толком неясно.
Роберт полагает, что молекулярные механизмы наследования имеют тонкости, которые ускользали от всех предыдущих исследователей.
Если это окажется верно, то значит, и в наших генетических механизмах есть неизвестный пока набор инструментов, получаемых нами от бабушек и дедушек, и, возможно, от ещё более дальних предков, способный излечивать мутации ДНК.
Нужно ли пояснять, скольких людей медики могли бы спасти, если бы умели активировать этот механизм?
Первый и второй законы Менделя. Естествознание 3.2
