Оценка скорости эволюции может раскрыть функции неизученных генов

Гены, играющие роль в одних и тех же биологических путях, меняют скорость своей эволюции параллельно. Это открытие можно использовать для определения их функций, сообщил исследователь из Медицинской школы Университета Питтсбурга в февральском выпуске журнала Genetics.

У человека около 21 000 генов, кодирующих столько же белков, но функции большинства из них до конца не определены. Знание функции конкретного гена может помочь разобраться в работе организма, понять процессы развития болезней и определить мишени для новых лекарств.

В исследовании ученые изучили эволюцию геномов 18 видов дрожжей и 22 видов млекопитающих, уделив особое внимание генам, вовлеченным в мейоз (процесс деления клеток) и репарацию ДНК. Они обнаружили параллельные изменения (ускорение или замедление) в скорости эволюции не только среди генов, кодирующих физически взаимодействующие белки, но и среди тех, которые не имеют прямого контакта, но все равно участвуют в путях мейоза или репарации ДНК.

Все гены со временем мутируют. Некоторые виды дрожжей эволюционировали иным способом размножения, и мейоз перестал быть необходимым для выживания. В последующих поколениях скорость изменения генов, участвующих в создании белков мейоза, ускорилась, что привело к деградации ненужных последовательностей ДНК.

Ключевой вопрос: насколько важен ген в данный момент? Если вид сталкивается с новой проблемой в окружающей среде, гены, связанные с ней, могут эволюционировать в последующих поколениях, чтобы адаптировать этот важный путь и обеспечить выживание вида.

Отслеживая эти взаимодополняющие изменения скорости, можно определить, какие гены участвуют в одних и тех же важных путях, что даст ключ к пониманию их функции.

В будущем исследователь, изучающий конкретный болезненный процесс, сможет загрузить несколько известных генов в базу данных изменений скорости эволюции, чтобы найти другие гены с параллельной историей. Это может дать новое понимание работы интересующего биологического пути.