Эволюция естественной генной сети: исследование учёных Йельского университета

Учёные хорошо понимают, как мутации отдельных генов в ходе эволюции могут нести затраты или преимущества для организма-хозяина. Однако гены часто встроены в сложные регуляторные сети. Роль этих генных сетей в эволюции изучена меньше.

Исследователи из Йеля систематически оценили, как эволюционировала активность естественной генной сети, и получили неожиданные результаты. Гены в сетях регулируются участками генетического материала, называемыми промоторами. Команда комбинаторно заменяла промоторы сети метаболизма сахара между двумя видами дрожжей, а затем методично анализировала эффекты на дрожжевые клетки.

Они обнаружили, что замена промотора GAL80, который опосредует петлю отрицательной обратной связи, существенно изменяла активность сети и профили приспособленности дрожжевых клеток.

«У нас мало эмпирических данных о том, как эволюция происходит на уровне генных сетей, — говорит Мурат Акар, профессор молекулярной, клеточной биологии и биологии развития, а также физики, исследователь Института системной биологии и старший автор исследования. — Выяснение роли, которую играет регуляция по принципу отрицательной обратной связи в межвидовых различиях активности сети, расширяет наше понимание».

Эта работа также демонстрирует, как подходы количественной системной биологии могут помочь выявить ключевые принципы эволюции генных сетей, что будет важно в борьбе с такими серьёзными проблемами общественного здравоохранения, как устойчивость к антибиотикам, отметил Акар.

Результаты опубликованы 11 февраля в журнале Nature Communications.