Университет Бата: важные гены E. coli и дрожжей не мутируют реже остальных
Анализ крупнейшей на сегодня коллекции спонтанных мутаций E. coli и пекарских дрожжей не выявил сниженной частоты мутаций у важных генов, вопреки гипотезе 1972 года.
Исследователи из Центра эволюции Университета Бата не нашли подтверждений того, что важные гены мутируют реже остальных. Работа опубликована в PLOS Biology, о ней сообщает eurekalert.org eurekalert.org
eurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗. Доктор Софья Радриццани и профессор Лоуренс Херст проанализировали крупнейшую на сегодня коллекцию спонтанных мутаций бактерии Escherichia coli и одноклеточного гриба, пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
Идею о том, что естественный отбор защищает важные гены, снижая частоту их мутаций, впервые высказали в 1972 году. За 44 года она возвращалась неоднократно, последний раз в 2023 году.
Почему прежние данные вызывали сомнения
Гипотеза предполагает, что гены репликации ДНК и базовых клеточных систем защищены от мутаций, а гены, изменения в которых помогают адаптации, мутируют чаще. Авторы указывают на теоретическую проблему: частота мутаций генов и так очень низка, поэтому её дальнейшее снижение для отдельных генов дало бы очень мало пользы, и отбору было бы трудно поддержать такую систему.
Прежние работы могли и занижать частоту мутаций в важных генах. Отбор быстро удаляет вредные мутации, и возникает иллюзия, что в важных генах их меньше. Профессор Херст называет такие мутации «призрачными» eurekalert.org
eurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.
Что показал новый анализ
Команда использовала данные экспериментов по накоплению мутаций, которые рассчитаны на минимальное влияние естественного отбора. Три отдельных теста не выявили признаков того, что отбор существенно исказил результаты.
Исследователи сопоставили частоту мутаций с экспериментальными данными о том, что происходит при удалении отдельных генов. Часть генов незаменима, и их потеря убивает клетку, а потеря других почти или совсем ни на что не влияет. Ни у одного из двух видов незаменимые гены не имели сниженной частоты мутаций.
Авторы проверили и другие показатели важности: сколько белка вырабатывает клетка и насколько силён отбор, действующий на ген в ходе эволюции. Гены с более обильными белками не мутировали реже, а характер эволюции генов за тысячи лет не предсказывал, как часто они мутируют eurekalert.org
eurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.
Некоторые особенности генома на частоту мутаций всё же влияли: например, гены, которые копируются позже при репликации ДНК, мутируют чаще. По словам профессора Херста, ни один из предложенных эффектов не предсказывал, какие гены будут мутировать часто или редко.
