Пути эволюции: Ученые нашли новые закономерности в эволюции белков

Пути эволюции: Ученые нашли новые закономерности в эволюции белков

Группа ученых из России изучила направления эволюции аминокислотных последовательностей белков у позвоночных животных и насекомых и проследила факторы, влияющие на процесс эволюции

Группа ученых из России изучила направления эволюции
аминокислотных последовательностей белков у позвоночных животных
и насекомых и проследила факторы, влияющие на процесс эволюции.
Результаты исследования опубликованы в
журнале Nature Communications.

Белки обеспечивают большинство важнейших функций организма,
поэтому изменения аминокислотных последовательностей белков –
настоящее зеркало эволюции, в котором ученые могут отслеживать
эволюционные изменения и их значения для организма. Эволюция
белковых последовательностей может происходить под действием двух
факторов. Первый фактор – внешний (например, изменение окружающей
среды или влияние патогенов); это классический двигатель
эволюции. Второй фактор – изменения внутри генома: обычно в этом
случае имеют в виду эпистаз – взаимодействие между разными
генами.

Группа ученых из Сколтеха, Института проблем передачи информации
РАН, МГУ и Института эпидемиологии под руководством профессора
Центра наук о жизни Сколтеха Георгия Базыкина показала, что эти
две силы приводят к противоположным паттернам эволюции
последовательностей – и таким образом, смотря на эти паттерны,
можно оценить вклад внешней среды и эпистаза в эволюцию белков.

«"Паттерны" заключаются в том, что из-за внешних изменений
вариант гена, который сейчас закрепился в ходе эволюции, со
временем будет становиться менее выгодным. А под действием
эпистаза, наоборот, происходит коэволюция, взаимодействующие
участки генома «подстраиваются» друг под друга, и в итоге их
удачное сочетание становится все более эволюционно выгодным», –
рассказывает первый автор исследования, аспирантка Сколтеха
Анастасия Столярова.

С помощью биоинформатического анализа белковых
последовательностей из геномов позвоночных и насекомых ученым
удалось описать новые универсальные эволюционные закономерности.
Можно сказать, что внешние факторы служат причиной положительного
отбора, действующего на некоторые позиции в геноме, и являются
важным аспектом быстрой эволюции в этих позициях. А вот
действие эпистаза проявляется в позициях под отрицательным
отбором, в результате чего в них реже происходят замены с одного
варианта на другой – они эволюционируют медленнее.

Источник: scientificrussia.ru