Текст уведомления здесь
Культура дрожжей под микроскопомRattiya Thongdumhyu / Фотодом / Shutterstock

Генетический мусор спас дрожжи от голодной смерти

Некодирующие участки ДНК заблокировали обмен веществ голодающих дрожжей и помогли сэкономить организмам силы для выживания

«Бессмысленные» участки генов — интроны — до сих пор являются загадкой молекулярной биологии: мы так до конца и не понимаем, зачем они нужны и нужны ли вообще. Группа исследователей из Канады обнаружила, что интроны могут приносить пользу, по крайней мере, дрожжам. В условиях нехватки еды они останавливают производство белков и позволяют сэкономить в трудные времена.
Добавить в закладки
Комментарии

Многие из генов эукариот, помимо кодирующих областей (экзонов), содержат еще и «бессмысленные» вставки — интроны. После копирования информации с ДНК на РНК интроны обычно уничтожают молекулярные машины клетки. Несмотря на то что у всех эукариотов эти вставки есть, их функция остается таинственной. Ученые ведут споры о том, действительно ли нам зачем-то нужен этот генетический мусор или же это просто древние артефакты, не вычищенные отбором.

Канадские исследователи работали с дрожжами — самым удобным в обращении эукариотом. У них на 280 генов приходится 295 интронов, а значит, каждый из них можно изучить в отдельности. Ученые составили библиотеку из линий дрожжей, в каждой из которых удалили по одному интрону, и исследовали их выживаемость в разных условиях. Удаление интрона практически не изменило жизнь дрожжей: они остались жизнеспособными. В условиях обилия пищи дрожжи с удаленными интронами размножались гораздо быстрее своих нетронутых собратьев. Это говорит о том, что интроны скорее препятствуют полноценному росту клеток, а без них дрожжи растут активнее.

Однако, когда дрожжей поместили в голодные условия, линии с удаленными интронами начали сильно проигрывать «здоровым» дрожжам.

Интересно, что это не зависело от того, какой именно удалили интрон, — эффект был общим для всех линий, то есть последовательность ДНК в данном случае не имеет значения. Оказалось, что интроны из самых разных генов могут выполнять одну и ту же функцию — блокировать построение рибосом. Рибосома — сложная молекулярная машина, занимающаяся синтезом внутриклеточных белков. В условиях нехватки пищи клетке выгодно экономить энергию, для этого она тормозит работу рибосом. И ключевую роль в этом играют, по-видимому, те самые некодирующие участки генов, считавшиеся бесполезными.

А руководит процессом торможения работы рибосом белок mTOR, который блокируется при голодании и помогает клеткам не стареть.  Он поддерживает процессы расщепления глюкозы и синтеза белка, но блокирует аутофагию — переваривание пришедших в негодность белков и органелл. При голодании возникает дефицит энергии — mTOR перестает работать, запускается аутофагия и клетка обновляет свое содержимое и «рабочие инструменты». С этим, по всей видимости, связано то, что ограничение потребления калорий продлевает жизнь самым разным организмам. 

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы