Эволюция предсказуема, считают исследователи Райсовского университета

Юрий Ильин

Эволюция предсказуема. Изображение с сайта: http://gallery.stonetable.org

В ходе недавних опытов с микробом Geobacillus stearothermophilus выяснилось, что на одни и те же угрозы со стороны окружающей среды у различных штаммов этого микроба происходили одинаковые мутации одного и того же гена.

Исследователи для начала создали мутировавший штамм микроба, который был неспособен существовать в условиях высоких температур. Нормальный штамм G. stearothermophilus выдерживает до 73 ^oC, - определённый ген этого микроба вырабатывает белок, позволяющий микробу жить и при довольно высокой температуре. Однако этот экспериментальный штамм содержал мутировавшую форму данного гена.

Затем мутировавший штамм был помещён в среду, температура которой медленно, но постоянно возрастала.

В ходе смены поколений последовали миллионы новых мутаций исследовавшегося гена, однако только 700 из этих вариаций в той или иной степени воспроизводили природную функциональность этого гена (дезактивированную исходной мутацией в начале эксперимента).

Один из вариантов - Q199R - возник практически сразу, но, что интересно, постепенно, после смены 500 поколений, содержащий её штамм сделался доминирующим. Исследуемый ген, тем не менее, так и не достиг той же эффективности, что и до исходной мутации: при температуре свыше 62 ^oC микроб погибал.

Тогда же, впрочем, появились пять новых штаммов, содержащих несколько изменённые варианты Q199R. Три из пяти штаммов погибли спустя несколько дней, два других продержались ещё три недели.

При повторном проведении эксперимента выработались ровно такие же мутации: из 20 миллионов мутировавших штаммов в конечном счёте остались только шесть (!) жизнеспособных, - а это означает, что эволюционные изменения, в сущности, есть вещь предсказуемая.

На практике это, в частности, означает, что учёные смогут предсказывать, как те или иные болезнетворные бактерии будут реагировать на воздействие со стороны медикаментов. Точнее, как они будут под них подстраиваться, постепенно вырабатывая сопротивляемость. Имея представления о том, каких мутаций можно ожидать в той или иной ситуации, разработчики лекарственных препаратов смогут находить способы их предотвращать.

Оригинал статьи находится на сайте Компьюлента