Разумный замысел в действии? Биолог, изучающий растения, обнаружил, что "мутация очень неслучайна".

Тех кто является сторонником теории "Разумного замысла" воодушевит новая статья в журнале Nature, посвященная особенностям мутаций у одного из наиболее изученных видов растений.

Исследование ставит под сомнение эволюционную теорию о случайности мутаций ДНК.

"Мы всегда считали мутации случайными по всему геному", - говорит Грей Монро, доцент кафедры растениеводства Калифорнийского университета в Дэвисе, ведущий автор статьи, - "Оказалось, что мутация очень неслучайна, и она неслучайна в том смысле, что приносит пользу растению. Это совершенно новый взгляд на мутацию".

Это заявление Монро является настолько недарвинистским, насколько это вообще возможно для биолога. Нет никаких сомнений в том, что утверждение о мутации, что "она неслучайна в том смысле, что приносит пользу растению", радикально расходится с учебником эволюционной теории.

Многим биологам тоже не мешало бы обратить на это внимание, поскольку они склонны принимать неодарвинистский принцип мутации как "случайный".

Если поразмыслить над выводами ученых, то возникает дополнительный вопрос - случайны-ли все те изменения и мутации в человеческой ДНК и вообще у всех живых организмов?

Исследование ставит под сомнение эволюционную теорию о случайности мутаций ДНК

Исследователи обнаружили, что мутации ДНК не являются случайными. Простой придорожный сорняк может стать ключом к пониманию и прогнозированию мутаций ДНК, говорится в новом исследовании Калифорнийского университета в Дэвисе и Института биологии развития Макса Планка в Германии.

Результаты исследования, опубликованные 12 января в журнале Nature, радикально меняют наше понимание эволюции и в один прекрасный день могут помочь исследователям вывести лучшие сельскохозяйственные культуры или даже помочь людям бороться с раком.

Мутации происходят, когда ДНК повреждается и не восстанавливается, создавая новую вариацию. Ученые хотели выяснить, является ли мутация чисто случайным явлением или это нечто более глубокое. То, что они обнаружили, было неожиданным.

"Мы всегда считали, что мутации происходят в геноме практически случайно", - говорит Грей Монро, доцент кафедры растениеводства Калифорнийского университета в Дэвисе, ведущий автор статьи. "Оказалось, что мутация очень неслучайна, и она неслучайна в том смысле, что приносит пользу растению. Это совершенно новый взгляд на мутацию".

Исследователи потратили три года на секвенирование ДНК сотен растений Arabidopsis thaliana, или кресс-салат, - небольшого цветущего сорняка, который считается "лабораторной крысой среди растений" из-за своего относительно небольшого генома, состоящего примерно из 120 миллионов пар оснований. У человека, для сравнения, около 3 миллиардов пар оснований.

"Это образцовый организм для генетики", - говорит Монро.

Выращенные в лаборатории растения дают множество вариаций

Работа началась в Институте Макса Планка, где исследователи выращивали образцы в защищенной лабораторной среде, что позволило растениям с дефектами, которые, возможно, не выжили бы в природе, выжить в контролируемом пространстве.

Секвенирование сотен растений Arabidopsis thaliana выявило более 1 миллиона мутаций. Внутри этих мутаций была обнаружена неслучайная картина, противоречащая ожиданиям.

"На первый взгляд, то, что мы обнаружили, противоречит устоявшейся теории о том, что начальные мутации совершенно случайны и что только естественный отбор определяет, какие мутации наблюдаются в организмах, - говорит Детлеф Вайгель, научный директор Института Макса Планка и старший автор исследования.

Вместо случайности они обнаружили участки генома с низким уровнем мутаций. В этих участках они с удивлением обнаружили чрезмерную представленность важных генов, таких как гены, участвующие в росте клеток и экспрессии генов.

"Это действительно важные области генома", - сказал Монро. "Области, которые являются наиболее биологически важными, защищены от мутаций".

Эти области также чувствительны к вредному воздействию новых мутаций. "Поэтому репарация повреждений ДНК, по-видимому, особенно эффективна в этих областях", - добавил Вайгель.

Растение эволюционировало, чтобы защитить себя

Ученые обнаружили, что то, как ДНК обернута вокруг различных типов белков, является хорошим предсказателем того, будет ли ген мутировать или нет. "Это означает, что мы можем предсказать, какие гены мутируют с большей вероятностью, чем другие, и это дает нам хорошее представление о том, что происходит", - сказал Вайгель.

Полученные результаты вносят неожиданный поворот в теорию Чарльза Дарвина об эволюции путем естественного отбора, поскольку показывают, что растение эволюционировало, чтобы защитить свои гены от мутации для обеспечения выживания.

"Растение выработало способ защиты своих самых важных мест от мутаций", - сказал Вайгель. "Это очень интересно, потому что мы можем использовать эти открытия, чтобы подумать о том, как защитить гены человека от мутаций".

Будущее применение

Знание того, почему некоторые области генома мутируют больше, чем другие, может помочь селекционерам, которые полагаются на генетические вариации для выведения лучших культур. Ученые также могут использовать эту информацию для лучшего прогнозирования или разработки новых методов лечения таких заболеваний, как рак, вызванных мутациями.

"Наши открытия дают более полное представление о силах, движущих закономерностями естественной изменчивости; они должны вдохновить новые направления теоретических и практических исследований роли мутации в эволюции", - говорится в заключении статьи.

Соавторы из Калифорнийского университета в Дэвисе: Даниэль Клибенштейн, Мариэль Ленсинк, Мари Кляйн с факультета наук о растениях. Исследователи из Института науки Карнеги, Стэнфордского университета, Вестфилдского государственного университета, Университета Монпелье, Уппсальского университета, Колледжа Чарльстона и Университета штата Южная Дакота внесли свой вклад в исследование.

Финансирование поступило от Общества Макса Планка, Национального научного фонда и Немецкого исследовательского фонда.