Вчені відкрили істоту, яка порушує фундаментальний закон біології

Науковці з Каліфорнійського університету в Берклі зробили відкриття, яке може змінити уявлення про точність генетичного коду — основи життя. Як повідомляє журнал Pro­ceed­ings of the Nation­al Acad­e­my of Sci­ences (PNAS), дослідники виявили, що архея Methanosarci­na ace­tivo­rans, мікроорганізм, який виробляє метан, може виживати, використовуючи «неоднозначний» або гнучкий механізм перекладу ДНК у білки.

У звичайних живих організмів три нуклеотиди — так звані кодони — точно визначають, яка амінокислота буде додана до білка. Один кодон має лише одне значення. Але в M. ace­tivo­rans кодон UAG, який зазвичай означає «стоп» і зупиняє синтез білка, може також кодувати амінокислоту піролізин. Це означає, що один і той самий сигнал іноді зупиняє процес, а іноді — продовжує його.

За словами старшої авторки дослідження Діпті Наяк, така «генетична неоднозначність» не шкодить мікроорганізму, а навпаки — допомагає йому адаптуватися. «Об’єктивно, це має бути шкідливо: ви отримуєте випадкову суміш білків. Але, схоже, біологічні системи більш гнучкі, ніж ми вважали, і ця неоднозначність — не помилка, а особливість», — пояснила вона.

Коли в клітині накопичується піролізин, архея частіше трактує UAG як інструкцію для його включення до білка. Якщо ж піролізину бракує, той самий кодон спрацьовує як «стоп-сигнал». Така стратегія дозволяє клітині змінювати набір білків відповідно до умов середовища — зокрема, створювати ферменти для розщеплення різних типів поживних речовин.

Дослідники вважають, що це відкриття може мати практичне значення для медицини. У людини археї відіграють важливу роль у підтриманні роботи печінки, а розуміння механізмів їхньої гнучкості може допомогти в розробці генних терапій, які здатні «ігнорувати» помилкові стоп-кодони — причину деяких спадкових захворювань, зокрема муковісцидозу. Як зазначає Наяк, «це відкриває шлях до нових способів контролю того, як клітини трактують стоп-кодони».