Новый свет на «тёмную материю» генома

Исследователи из ETH Zurich, изучая гриб-патоген пшеницы Mycosphaerella graminicola, обнаружили необычное явление: ген, кодирующий фермент для разрушения клеточной стенки растения, у разных особей одного вида имел разную длину.

Интрон создаёт разницу

Причина оказалась в сплайсосомном интроне — некодирующем участке гена. У одних штаммов гриба этот интрон в гене "ID-60105" присутствовал, у других — отсутствовал. Это открытие стало примером полиморфизма присутствия/отсутствия интрона внутри одного вида.

Интроны составляют около 30% ДНК человека и часто считаются «геномным мусором» или «тёмной материей генома», поскольку не кодируют белки. Их функция и происхождение до сих пор во многом загадка.

Молодые виды в переходной стадии

Сравнив гены у разных видов грибов, учёные обнаружили, что у эволюционно более молодого вида M. graminicola некоторые интроны находятся в переходной стадии: они есть у одних особей и отсутствуют у других. У более старых видов эти интроны либо зафиксированы, либо отсутствуют.

Один из изученных генов M. graminicola приобрёл интрон недавно, и тот быстро распространился в популяции почти до фиксации. Это первый намёк на то, что естественный отбор может играть роль в закреплении интронов.

Эволюционные механизмы и будущие исследования

Исследование также впервые на конкретных примерах показало, что интроны могут размножаться и встраиваться в другие участки генома, образуя семейства родственных интронов.

Влияние интронов на приспособленность (фитнес) организма пока неясно. Учёные планируют выяснить, влияет ли разнообразие интронов у патогенных грибов на их вирулентность. Профессор Брюс Макдональд уверен, что аналогичные исследования скоро будут проведены и на человеческих популяциях, чтобы понять, имеет ли полиморфизм интронов клиническое значение для здоровья.