Актинії управляють своїми генами по-рослинному
З тих пір як ми навчилися читати ДНК, були просеквеніровани геноми багатьох видів живих істот. І поступово вченим довелося усвідомити, що проста анатомія не обов`язково відображає простоту в пристрої генів. Що досить примітивний організм начебто актинії в складності пристрою генома може посперечатися з багатьма вищими тваринами. Тобто зовнішня складність або простота не обов`язково означає наявність або відсутність якогось гена.
І тоді все подумали, що справа не стільки в кількості генів, скільки в їх взаємозв`язках. Дійсно, навіть у невеликого числа генетичних одиниць може бути досить витончений спосіб регуляції, зі всілякими взаємовпливами, взаімоперекриваніямі та ін. І така регуляторна генетична мережа повинна бути простіше у простих організмів і складніше у вищих тварин і людей.
Відео: Бактерії в житті людини
У деяких відносинах актинії не поступаються в складності тим, хто ховається серед їх щупалець. (Фото Stuart Westmorland.)
Але актинії знову сплутали всі карти. Дослідники з Віденського університету (Австрія) під керівництвом Ульріха Технау (Ulrich Technau) проаналізували регуляторні елементи генома актиній і порівняли їх з регуляторними схемами вищих тварин. Якщо комплекс звичайних генів, які несуть інформацію про білках, можна порівняти зі словником, то регуляторні елементи можна уподібнити синтаксичним правилам, які визначають характер генетичної активності, взаємодіючи з факторами транскрипції, через епігенетичні механізми і т. Д.
І виявилося, що комплекс регуляторних елементів в геномі актиній можна порівнювати за складністю з керуючими схемами більш розвинених тварин - таких, наприклад, як дрозофіла. Хоча актинії теж ставляться до тварин, дрозофіли і взагалі комахи з`явилися набагато пізніше. А це значить, що в деяких важливих рисах план регуляції генетичної активності, яким і комахи, і ми зараз користуємося, виник вже у нашого спільного з актиніями предка, що жив близько 600 млн років тому.
Про це Ульріх Технау і його колеги пишуть в одній зі своїх статей в журналі Genome Research.
Але серед механізмів регуляції генетичної активності є такі, які включаються після того, як матрична РНК синтезувалася на ДНК-шаблоні. І один з найпотужніших механізмів такого роду пов`язаний з мікрорегуляторнимі РНК - невеликими молекулами РНК, які зв`язуються з матричними РНК і пригнічують синтез білка на ній. У людини таких мікроРНК знайдено більше тисячі, і роль їх величезна: вони втручаються в різні процеси, від метаболізму до індивідуального розвитку, а мутації в генах мікроРНК можуть привести до раку. Вважається, що від 30 до 50% генів людини управляється цим класом молекул.
Як еволюціонував цей тип регуляції, до кінця не зрозуміло, однак мікроРНК є не тільки у тварин, але і у рослин, і рослинні мікроРНК найсильнішим чином відрізняються від тварин - і за послідовностей, і за власним біогенезу, і за механізмом дії. Наприклад, рослинні мікроРНК працюють тільки з однієї мРНК, тоді як у тварин одна мікроРНК може впливати відразу на кілька генів. Крім того, рослинні мікроРНК повністю комплементарні тій послідовності, з якою зв`язуються.
Разом з колегами з Норвегії, Франції та США група Ульріха Технау проаналізувала 87 мікроРНК актиній, і виявилося, що їх мікроРНК працювали так само, як у рослин. Крім того, у актиній знайшли ген HYL-1, який необхідний для виробництва мікроРНК у рослин і який ніколи не бачили у тварин. У послідовності же мікроРНК актиній були як рослинні, так і тваринні риси. Ці дані дослідники опублікували в своїй другій статті в Genome Research.
Загалом, якщо набір генів і спосіб їх регуляції на рівні ДНК і транскрипції у актиній такий же, як у тварин, то другий шар регуляції генів, посттранскрипційна, надзвичайно нагадує тварин. Тобто ці «примітивні» істоти не тільки схожі на вищих тварин по своїй генетичній організації, вони ще й почасти рослини. Ну а що це значить з еволюційної точки зору і як співвідноситься така генетична плутанина з еволюцією рослин, тварин і власне актиній, покажуть подальші дослідження.
