Zaskakujące odkrycie: mutacje wcale nie są przypadkowe
Zgodnie z obowiązującym stanem wiedzy, mutacje to losowe zmiany w materiale genetycznym, które prowadzą do zwiększenia bioróżnorodności w przyrodzie. Najnowsze badania sugerują, że nie są one wcale tak losowe, jak mogłoby się wydawać.
Według nowych badań przeprowadzonych przez zespół uczonych z University of California w Davis i Max Planck Institute for Developmental Biology, zwykły chwast przydrożny może być kluczem do zrozumienia i przewidywania mutacji DNA. Odkrycia opisane w "Nature" zmieniają nasze rozumienie ewolucji i mogą pomóc naukowcom wyhodować jeszcze lepsze rośliny, a nawet ułatwić walkę z nowotworami.
- Zawsze uważaliśmy, że mutacje są w zasadzie przypadkowe w całym genomie. Okazuje się, że mutacja jest bardzo nielosowa i to nielosowa w sposób, który jest korzystny dla rośliny. To zupełnie nowy sposób myślenia o mutacji - powiedział Grey Monroe, adiunkt na Wydziale Nauk o Roślinach UC Davis, który jest głównym autorem pracy.
Zmiana dogmatu o mutacjach DNA
Naukowcy przez trzy lata sekwencjonowali DNA setek osobników rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana), małego chwastu uważanego za "szczura laboratoryjnego wśród roślin". To dlatego, że ma niewielki genom składający się z ok. 120 mln par zasad. Dla porównania - ludzki genom składa się z ok. 3 mld par zasad.
Sekwencjonowanie tych setek roślin ujawniło ponad milion mutacji. Wśród nich pojawił się nielosowy wzór, przeciwny do tego, czego oczekiwano.
- Na pierwszy rzut oka to, co znaleźliśmy, wydawało się zaprzeczać ustalonej teorii, że początkowe mutacje są całkowicie przypadkowe i że tylko dobór naturalny decyduje o tym, jakie mutacje są obserwowane w organizmach - powiedział Detlef Weigel, dyrektor naukowy Max Planck Institute for Developmental Biology i starszy autor badania.
Zamiast przypadkowości, naukowcy znaleźli fragmenty genomu o niskim wskaźniku mutacji. W tych miejscach odkryli nadaktywność istotnych genów, takich jak te zaangażowane we wzrost komórek.
- Roślina wyewoluowała w sposób, który pozwala jej chronić najważniejsze miejsca przed mutacją. Jest to ekscytujące, ponieważ moglibyśmy nawet użyć tych odkryć, aby pomyśleć o tym, jak chronić ludzkie geny przed mutacją - dodał Weigel.
Wiedza o tym, dlaczego niektóre regiony genomu mutują bardziej niż inne, mogłaby pomóc hodowcom, którzy polegają na zmienności genetycznej, aby rozwijać lepsze uprawy. Naukowcy mogliby również wykorzystać te informacje do opracowania nowych metod leczenia chorób nowotworowych i innych wywoływanych przez mutacje.
