Материалы портала «Научная Россия»

Биологи поняли, как у бактерий появился новый признак

Биологи поняли, как у бактерий появился новый признак
Для появления одного сложного признака потребовались три мутации

Несколько лет назад исследователи из Университета штата Мичиган сообщили о том, что зафиксировали новый шаг в эволюции кишечной палочки, появление сложного признака. У бактерии одной популяции обнаружилась способность поедать лимонную кислоту, хотя другие представители Escherichia coli в присутствии кислорода делать этого не могут.

Теперь при поддержке Национального научного фонда (ННФ) США были проанализированы генетические истоки этого изменения. Выяснилось, что для появления нового сложного признака (которое вообще происходит очень редко) потребовалась не одна мутация. В статье, опубликованной в журнале Nature, описан пошаговый процесс появления новой функции.

Захари Блаунт (Zachary Blount) и Ричард Ленски (Richard Lenski) проанализировали десятки полных геномов бактерий, выработавших новых признак, которые были взяты на разных этапах истории клеточного пути. Популяцию E. coli Ленски исследует с февраля 1988 года. Учёному и его студентам удалось выделить более 56 тысяч поколений эволюции микроба. Это самый длинный эволюционный эксперимент в истории.

В инкубаторе лаборатории Ленски живут 12 популяций бактерии, причём каждые сутки появляется около семи новых поколений. Каждый день исследователи берут 1 % популяции и переносят его к новому источнику пищи – сахару и лимонной кислоте. Кислоту научилась потреблять только одна популяция в 30-тысячных поколениях. Кроме того, каждые 500 поколений образцы бактерий замораживаются.

По сохранённым образцам стало ясно, что для появления сложного признака потребовалось не меньше трёх мутаций. Как минимум одна нужна была для создания физиологических условий двух последующих. В итоге произошла критическая дупликация, активировавшая экспрессию «молчащего» гена.

Более того, оказалось, что аналогичные процессы совершенно независимым образом протекают в других популяциях. «Это показывает, что сложные признаки, по крайней мере, в мире микроорганизмов, могут появляться быстро и повторяться», – пояснил Джордж Гилкрист (George Gilchrist) из ННФ.

кишечная палочка микробиология популяционная генетика университет штата мичиган эволюция

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий