Вирусы: Скорее друзья, чем враги - [90]
Каким образом ядовитые вещества вызывают изменение цвета? Ответ на этот вопрос дали исследования в новой области, которые представляют собой многоступенчатый процесс: токсины приводят к образованию малой регуляторной РНК, метилятора (), которая затем метилирует ДНК и регулирует гены цвета.
Макклинток показала, что «прыгающие» гены (или РНК) могут индуцировать эпигенетические изменения и обусловливать формирование разноцветных кукурузных зерен. Она не знала, что у мышей может меняться окрас. Ее бы, вероятно, удивило такое сходство между кукурузой и мышами. И все же существует общий принцип: эпигенетические изменения контроля генов регулируют появление нового цвета. Во время прогулки можно увидеть собак и кошек с белыми метками на кончиках ушей, с белым пятнышком на задней лапе или в белых «носочках». Белые участки кожи также наблюдаются у лошадей и карпов. Это довольно распространенное явление – в этой книге приведено немало таких примеров!
Вы будете удивлены, когда в конце книги узнаете, что некоторые такие явления являются результатом «парагенетики».
Интересно, что одна РНК-молекула может нейтрализовать эффект другой, поэтому два питательных вещества или даже два яда могут нейтрализовать друг друга. И какое отношение это имеет к вирусам? «Прыгающие» гены, транспозоны или ретротранспозоны родственны вирусам и влияют на контролирующие гены, промоторы и, таким образом, на цвет. Транспозоны напоминают «запертые» вирусы, которые не могут покинуть клетку, и оказываются в заточении внутри клетки, поскольку у них нет оболочки, в которой они могли бы перемещаться.
Вся прелесть заключается в том, что белые отметины на ушах или ногах животных указывают на сложные эпигенетические механизмы, средовые изменения генов. Мне не известно, будут ли такие же отметины на ушах у потомства вашей собаки или лошади – если да, то, возможно, транзиентные (временные) эпигенетические изменения превратились в постоянные мутации благодаря усилиям некоторых амбициозных заводчиков!
Спящая красавица, древняя рыба, утконос и карп кои
Ниже приведено несколько примеров того, как действуют транспозоны в организме различных видов животных. При этом был отмечен случай «воскрешения» одного транспозона из генома лосося с весьма подходящим названием «моряк», которого «оживили» из неактивного древнего транспозона, названного «Спящая красавица» (СК) по имени героини сказки братьев Гримм. Для его реактивации использовали метод, аналогичный описанному выше, когда речь шла о вирусе «Феникс» – реактивированном ретровирусе, который восстановил свою инфицирующую способность после 35 млн лет «спячки». А вирус «Спящая красавица» «дремал» более 10 млн лет. А потом исследователи его «разбудили». В этом случае в лабораторных условиях заменили стоп-кодоны и восстановили транспозон, который вновь приобрел способность к «прыжкам». В 2009 г. в США Международное общество молекулярной и клеточной биологии избрало лососевый СК-транспозон молекулой года, что сделало этот транспозон еще более известным. Сейчас все ждут, что этот транспозон окажется эффективным в генной терапии и будет лишен побочных явлений (или с меньшим количеством?), поскольку, в отличие от ретровирусов, он не интегрируется. И действительно, в 2016 г. был достигнут некоторый прогресс – транспозон использовали для создания зеленой коровы и, что более удивительно, зеленой коровы со светящимися красными глазами. Теперь люди должны получить трансгены или терапевтические гены (не гены цвета) для лечения глазных заболеваний. Поживем – увидим.
Есть такое экзотическое животное, просто набитое «прыгающими» генами, – рыба целакант размером примерно с обеденный стол. Ее довольно долго считали вымершей, пока однажды в Южной Африке директор некого музея не увидел ее в рыбацкой сети. С тех пор было замечено еще с десяток особей этого вида. В 2013 г. фотографию рыбы напечатали на обложке Целакантам около 40 млн лет, и они считаются самыми древними из ныне живущих рыб – живыми ископаемыми. Эта рыба растет очень медленно, почти незаметно около 20 лет, а живет более 100 лет. Возраст рыбы можно определить по органам, обеспечивающим равновесие, – практически так же, как и по годовым кольцам деревьев. Длина генома целаканта составляет 2,9 млрд пар оснований – неожиданно крупный геном, полный повторяющихся последовательностей, которые амплифицируются (до 60%) при отсутствии выраженной диверсификации. Аксель Майер из Констанца, специалист по рыбам, обитающим в восточноафриканском озере Виктория, является одним из соавторов геномного анализа целаканта. Но даже он не знает, почему геном данной рыбы отличается таким постоянством. У нее не было естественных врагов? Эта рыба особенно интересна тем, что может плавать и бегать, и эта способность должна прослеживаться в ее генах. Я бы пополнила ею свою коллекцию диковинных вещей,
