Исследователи из Университета Сент-Эндрюс обнаружили ключевой молекулярный механизм, который может объяснить, как позвоночные — включая всех млекопитающих, рыб, рептилий и амфибий — приобрели свою характерную сложность по сравнению с беспозвоночными предками.Исследование, опубликованное 2 февраля в журнале BMC Biology, показало, что гены, отвечающие за ключевые сигнальные белки, производят гораздо больше вариантов белков у позвоночных, чем у их беспозвоночных родственников. По словам ученых, это открытие может изменить понимание эволюционной биологии и помочь в разработке будущих методов лечения заболеваний.
Длинночитающее секвенирование раскрывает скрытое разнообразие
Исследовательская группа под руководством профессора Дэвида Феррьера из Школы биологии применила технологию секвенирования длинных молекул ДНК к трём видам, представляющим критически важные эволюционные вехи: беспозвоночному асцидию (Ciona), древней миноге и одному из видов лягушек.
Этот подход к секвенированию, впервые применённый к данным животным, позволил учёным охарактеризовать весь спектр транскриптов и белков, производимых из отдельных генов в процессе развития позвоночных.
Анализ показал, что образцы миноги и лягушки производили значительно большее количество различных форм белков — известных как изоформы — из своих генов сигнального выхода по сравнению с беспозвоночным асцидием. Это повышенное разнообразие было особенно характерно для генов, кодирующих факторы транскрипции, участвующие в межклеточной коммуникации, а не являлось общей особенностью всех типов генов.
Последствия для сложности позвоночных
Сигнальные пути, находящиеся в центре этого исследования, контролируют фундаментальные аспекты развития животных, включая формирование эмбрионов и органов. Белки в основе этих путей функционируют «как транспортная система», направляя клетки к определённым реакциям и паттернам экспрессии генов.
«Для нас было очень неожиданным увидеть, как эта небольшая группа очень специфических генов выделяется по своему поведению на фоне всех остальных генов, которые мы изучали», — отметил Феррье. «Будет очень интересно выяснить, как эти различные формы белков работают по-разному, создавая то разнообразие типов клеток, которое мы сейчас наблюдаем у позвоночных».
Медицинское значение
Результаты исследования имеют потенциальное значение не только для эволюционной биологии. Поскольку эти сигнальные пути являются первичными мишенями болезнетворных мутаций и разработки фармацевтических препаратов, понимание разнообразия изоформ может оказаться ценным для медицинских исследований.
Исследователи полагают, что знания, полученные в результате этой работы, могут помочь ученым разработать более точные подходы к манипулированию этими путями для лечения заболеваний — особенно состояний, связанных с нарушением передачи сигналов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий