Какое животное умеет менять ДНК в реальном времени?

Представьте себе существо, которое буквально “переписывает” свой генетический код под давлением окружающей среды — не в течение миллионов лет, а в рамках собственной жизни. Такие способности находятся на грани фантастики, но они реальны. Речь идет о пиявковидные коловратки (bdelloid rotifers), удивительных микроскопических животных, способных не только внедрять чужую ДНК, но и изменять свое эпигенетическое оформление — механизм, который регулирует активность генов мгновенно.

Пиявковидные коловратки — уникальное существо, которое умеет управлять работой своей ДНК

Кто такие пиявковидные коловратки и почему они особенные

Пиявковидные коловратки — это крошечные пресноводные организмы, длиной примерно от 0,2 до 0,5 мм. Они живут в капельке воды, возле воды или даже в росе на листьях. Ученые выяснили, что эти существа могут внедрять в свой геном фрагменты чужой ДНК — в частности, от бактерий, грибов и даже растений. Этот процесс называется горизонтальным переносом генов. Ранее он был известен только у бактерий. Для многоклеточных организмов он считался невозможным — до тех пор, пока коловратки не стали исключением.

Исследования показали, что миллионы лет назад они “украли” гены из бактерий и грибов — явление, ранее не наблюдавшееся у многоклеточных животных. Эти гены внедрились в их геном и стали частью их систем регуляции активности ДНК. То есть “заимствованные” гены помогают существам метилировать ДНК. Они добавляют к участкам ДНК химические метки, которые определяют, какие гены будут активны, а какие — нет.

Такое метилирование обычно наследуется, но в случае ротаторов может происходить динамически — в ответ на изменения среды. То есть они способны менять поведение своей ДНК буквально “на лету”, без мутаций.

Пиявковидные коловратки живут в воде. Источник: en.wikipedia.org

Как работает изменение ДНК в реальном времени

Как вы уже поняли, изменения, о которых идет речь, происходят не на уровне самой последовательности ДНК, а на уровне эпигенетики. Это значит, что гены остаются на своих местах, но их активность изменяется с помощью химических сигналов. Такая система позволяет пиявковидным коловраткам гибко реагировать на стресс, сухость, ультрафиолетовое излучение и другие неблагоприятные факторы.

Их “приобретенные” гены, полученные в результате горизонтального переноса, снабжают их дополнительными белками и инструментами для этих процессов. При этом они регулируют экспрессию своих собственных генов, сдерживая, например, активность вредных мобильных элементов в ДНК, которые могли бы разрушать геном изнутри.

Это делает их не просто выносливыми — а способными перестраивать свои внутренние механизмы в зависимости от внешнего воздействия. По сути, эти существа впервые продемонстрировали в животном мире, что эпигенетическая система может быть приобретена у других видов и встроена в свой собственный метаболизм и цикл регуляции.

Изменение ДНК позволяет коловратке быстро адаптироваться к окружающей среде. Источник: www.bbc.com

Что это значит для науки

Открытие пиявковидных коловраток создает новый подход к пониманию эволюции, устойчивости и адаптации. Такие открытия особенно важны для медицины. Эпигенетические сбои участвуют в развитии рака, аутоиммунных заболеваний и неврологических расстройств.

Если природа создала механизм, позволяющий менять активность генов без разрушения ДНК, возможно, на его основе можно будет разрабатывать лекарства нового поколения. Кроме того, механизмы, найденные у данных существ, потенциально могут быть использованы для создания устойчивых к стрессу сельскохозяйственных культур или терапии наследственных заболеваний.

Напоследок отметим, что пиявковидные коловратки — не единственные животные, у которых эпигенетика играет ключевую роль. Исследования показали, что у кенийских воробьев, например, эпигенетические механизмы позволяют сохранять здоровье популяции при низком генетическом разнообразии. У скаковых лошадей интенсивные тренировки изменяют метки ДНК в активных мышцах, что влияет на выносливость. А у медоносных пчел именно эпигенетика определяет, будет ли личинка рабочей пчелой или станет маткой.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

То есть мы уже знаем, что природа использует гибкие системы управления генами, и это не исключение, а правило. И возможно, именно в этих механизмах скрываются ключи к будущим технологиям лечения и адаптации человека.

Новости партнеров
Почему ещё не поздно покупать Биткоин: ответ представителя фонда Pantera Capital
Почему ещё не поздно покупать Биткоин: ответ представителя фонда Pantera Capital
В корпусе складного iPhone Fold будет сразу два металла. Зачем они там нужны?
В корпусе складного iPhone Fold будет сразу два металла. Зачем они там нужны?
На AliExpress завезли новые флагманы Xiaomi 15T. Всем дарят планшет при заказе
На AliExpress завезли новые флагманы Xiaomi 15T. Всем дарят планшет при заказе