Прорыв в понимании геномной архитектуры
Специалисты из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе и университета в Линчепинге совершили открытие, меняющее представление о структуре бактериальных геномов. Оказалось, гены расположены не хаотично, а в строгой зависимости от их функциональной значимости. Чем важнее роль гена при ускоренном делении клетки, тем ближе он находится к точке начала копирования ДНК. Это напрямую влияет на активность генов в зависимости от скорости роста микроорганизмов.
Оспаривая устоявшиеся взгляды
Долгое время считалось, что гены в бактериальной хромосоме распределены случайно, подобно рассыпанным кристаллам соли. Однако команда под руководством профессора Мартина Лерчера доказала обратное. «Наши данные показывают четкую закономерность, которую невозможно объяснить случайностью», — отмечает ученый. Исследователи выяснили, что процесс репликации ДНК стартует в строго определенной зоне, создавая временный избыток копий генов, расположенных рядом с этой областью.
Эволюция в действии: как расположение генов влияет на успех
Доктор Сяо-Пань Ху, ключевой автор работы, подчеркивает: «Гены, ответственные за синтез жизненно важных белков, находятся в «горячей зоне» репликации. Это позволяет клетке быстро активировать их при необходимости». Противоположный конец хромосомы, как выяснилось, содержит гены, которые редко используются в активных фазах роста. Такой «порядок на полках» возник в результате естественного отбора — бактерии с оптимальной организацией генома получали преимущество в скорости размножения.
Масштабный анализ и перспективы применения
В исследовании были проанализированы данные более чем 4400 генетических семейств у 900 видов бактерий. Математическое моделирование подтвердило: обнаруженные закономерности универсальны. «Результаты открывают новые возможности для создания синтетических микроорганизмов, — делится доктор Ху. — Это может революционизировать биотехнологии и медицину, например, ускорить производство лекарств или разработку бактерий-биосенсоров».
Источник: scientificrussia.ru
