Экологические факторы могут направлять эволюцию видов, а не только случайность

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Epigenetics, мутации, которые могут быть вызваны изменениями окружающей среды, а не только случайностью, могут быть ответственны за видовое разнообразие. К такому выводу пришла группа шведских исследователей из Университета Линчёпинга.

Мутация не всегда случайна

Хотя случайные мутации ДНК действительно происходят, последние исследования показывают, что гены могут изменяться и под влиянием окружающей среды. В исследовании рассматривается особый тип мутации, связанный с эпигенетическими изменениями.

Доктор Карлос Герреро-Босанья, ведущий автор исследования, объясняет: "Сайт 'CpG' — это место в цепи ДНК, где основания C (цитозин) и G (гуанин) расположены рядом. Эти сайты гораздо более подвержены эпигенетическому метилированию".

Эпигенетические модификации, такие как метилирование ДНК, сами по себе не вызывают мутаций, но могут влиять на активность генов. Они также могут возникать в ответ на изменения окружающей среды.

Ключевой механизм: "На сайте CpG метилированный 'C' находится всего в одной химической реакции от превращения в 'T' (тимин) — совершенно другое основание. Таким образом, вероятность постоянной мутации C-to-T гораздо выше в сайтах CpG".

Такие однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) могут изменять функцию гена. Например, ген рака молочной железы BRCA1 связан с мутацией в сайте CpG.

Куры как модель эволюции

Чтобы проверить гипотезу о влиянии среды на эволюцию, ученые использовали кур в качестве модели. Множество современных пород домашних кур было выведено за относительно короткий период от общего предка — банкивской джунглевой курицы.

Результаты анализа: "Изучив динамику мутаций в сайтах CpG в геномах банкивской курицы и нескольких одомашненных пород, мы обнаружили, что CpG-связанные мутации сыграли важную роль в диверсификации генома кур. Более того, мы выяснили, что чем дальше порода кур эволюционно отстоит от банкивской курицы, тем больше у нее CpG-связанных генетических вариаций".

Доктор Фабио Пертиль, соавтор работы, отметил: "Сильная сторона нашего исследования в том, что мы использовали комбинацию методов для изучения как геномного состава, так и метилирования ДНК в одних и тех же образцах".

Вывод

Результаты убедительно свидетельствуют, что повышенная частота мутаций в сайтах CpG — потенциально вызванная увеличением эпигенетической активности из-за окружающей среды — приводит к постоянным, наследуемым изменениям в геноме. Со временем это, вероятно, внесло значительный вклад в диверсификацию видов.