Найдено животное с самым большим количеством генов

У микроскопического речного рачка дафнии оказалось больше генов, чем у любого другого животного из тех, чьи геномы уже расшифрованы. Статья большой группы исследователей, впервые определившей полногеномную последовательность ДНК дафнии Daphnia pulex, появилась в журнале Science. Коротко о работе пишет портал LiveScience.

Дафнии относятся к планктонным организмам и обитают в пресноводных водоемах. Они являются прекрасными индикаторами состояния водоемов — в ответ на изменение качества воды дафнии чрезвычайно быстро вырабатывают какие-либо приспособления. Например, при уменьшении содержания кислорода рачки усиливают выработку гемоглобина — белка, связывающего O₂. Кроме того, в зависимости от условий дафнии могут размножаться половым или бесполым путем, регулируя при этом пол своих потомков — либо это будут только самки, либо только самцы.

Расшифровка генома дафнии в общей сложности заняла 10 лет. Ученые выяснили, что в геноме D. pulex содержится как минимум 30,9 тысячи генов — для сравнения, в геноме человека насчитывается около 23-25 тысяч генов. Исследователи показали, что многие гены являются результатом дупликации — то есть удвоения последовательности уже существующих генов. Этот процесс в ДНК дафний протекает, в среднем, втрое активнее, чем в ДНК других живых существ. Также D. pulex «неохотно» расстаются со старыми и зачастую неработающими генами — их содержание в геноме рачков также примерно втрое больше, чем в ДНК других организмов.

Ученые полагают, что большое количество генетического материала необходимо дафниям для того, чтобы оперативно реагировать на изменения окружающей среды. Множество различных генов представляют собой ресурс для мутаций — появляющиеся в них изменения позволяют D. pulex подстраивать свой организм под изменяющиеся условия.

Недавно ученые описали еще одно существо с необычным геномом — ДНК оболочника Oikopleura dioica устроена принципиально иначе по сравнению с ДНК других организмов. Разница касается расположения некодирующих и кодирующих белки и РНК и участков.

ДНК может играть роль молекулярного провода

Научная группа, возглавляемая профессором Калифорнийского технологического института (США) Жаклин Бартон (Jacqueline Barton), охарактеризовала процесс переноса заряда в относительно длинной — 34-нанометровой — нити ДНК.

Спираль ДНК отвечает основным требованиям, предъявляемым к молекулярным проводам, и имеет одно важное преимущество: исследователи могут без особого труда синтезировать нить любой протяжённости. Несмотря на это, экспериментальных данных по электропроводности крупных образцов не хватает.

В опытах использовался массив расположенных вертикально нитей ДНК, образованных сотней пар оснований и одним концом прикреплённых к поверхности золотого электрода. «Плотная упаковка придаёт им жёсткость и не позволяет загибаться и разрушаться», — комментирует Пол Баркер (Paul Barker), специалист в области биомолекулярной электроники из Кембриджского университета (Великобритания). К противоположным концам нитей были присоединены молекулы флуоресцентного красителя «нильский голубой». Всю систему погрузили в фосфатный буферный раствор.

Нить ДНК, закреплённая на золотой поверхности.

При подаче слабого тока наблюдалась флуоресценция — свидетельство того, что ток проходит именно по нитям ДНК. Расстояние переноса заряда, как отмечают исследователи, превосходит значения, достигнутые в большинстве экспериментов с молекулярными проводами.

Исследователям также удалось оценить влияние повреждений ДНК. «Если разрыв образуется в сахаро-фосфатном остове ДНК, ток не прекращается, — поясняет г-жа Бартон. — Но «вырезание» пар оснований, как оказалось, препятствует протеканию тока».

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature Chemistry.

Подготовлено по материалам Королевского химического общества.