Пока мы пытаемся выжить в условиях бесконечных реформ, живая природа демонстрирует поразительную способность адаптироваться к собственному хаосу. Шведские исследователи решили заглянуть в этот механизм и создали, по их словам, настоящее чудо генной инженерии. Для эксперимента они сконструировали бактерию Salmonella typhimurium с регулируемой скоростью мутагенеза. Суть этой изощренной схемы проста: ученые соединили ген dinB, отвечающий за склонную к ошибкам ДНК-полимеразу, с промотором, который активируется сахаром арабинозой. Промотор здесь выступает в роли того самого невидимого регулятора, который диктует генам, когда им начинать работать, а когда — нет.
В итоге получилась конструкция, где скорость накопления ошибок в ДНК напрямую зависит от концентрации арабинозы в среде. Чем больше сахара подбрасывают бактериям, тем активнее работает ген dinB и тем больше мутаций возникает при репликации молекулы ДНК. Это напоминает попытку управлять процессом бюрократического хаоса, просто меняя количество входящих бумаг. Ученые наблюдали, как меняется жизнеспособность этих подопытных существ, оценивая скорость их размножения. И тут выяснилось любопытное: процесс идет совсем не так линейно, как ожидалось бы в идеальном мире.
Согласно полученным данным, по мере накопления мутаций жизнеспособность бактерий сначала падает стремительно. Однако стоит числу мутаций перевалить за определенный порог в 3–5 десятков, как падение резко замедляется. Если бы не существовало эффекта «взаимной нейтрализации», график снижения жизнеспособности выглядел бы иначе — как прямая пунктирная линия, уходящая вниз без остановки. Но природа предусмотрела свой план спасения. Оказалось, что когда мутаций становится слишком много, в дело вступают белки-шапероны, задача которых — обеспечивать правильное сворачивание или укладку белковых молекул.
Логика процесса поражает своей циничной эффективностью: увеличение числа неправильно свернутых мутантных белков провоцирует рост производства самих шаперонов. Эти белки пытаются помочь дефектным молекулам сложиться правильно, тем самым частично компенсируя вредоносное действие мутаций. Таким образом, живая клетка демонстрирует редкий талант: она не только способна регулировать скорость порчи собственного генома, но и находит ресурсы, чтобы эффективно справляться с последствиями этого процесса. Пока мы боремся с последствиями решений, клетки просто учатся работать в условиях повышенного износа.
Источник: BioBook — книги по биологии📕
