МикроРНК управляют эволюцией внешности

Ученые из австрийского университета Vetmeduni Vienna обнаружили, что микроРНК может менять облик живого существа в процессе эволюции. Идея о том, что небольшие молекулы РНК (микроРНК) могут играть важнейшую роль в эволюционных изменениях внешнего вида, является совершенно новой и имеет большое значение.

МикроРНК имеются как у животных, так и у растений, включая одноклеточные организмы. В отличие от ДНК, микроРНК не несут столь многосложной и разнообразной информации, но они кодируются генами и могут управлять их экспрессией (активностью), а значит влиять на весь организм в целом.

Давно известно, что некоторые белки, известные как факторы транскрипции, отвечают за синтез микроРНК и непосредственно контролируют способ, которым информация считывается с ДНК. Некоторые ученые полагают, что именно изменения в генах, кодирующих такие белки, и лежат в основе эволюционных процессов.

Международная группа исследователей, включающая ученых Кристиана и Алистер Макгрегор из Института популяционной генетики из Университета ветеринарной медицины, опубликовала исследование, в котором описан эволюционный механизм под управлением микроРНК.

«Это первый эксперимент, который показывает, что естественные изменения в экспрессии микроРНК могут привести к изменению внешнего вида организма, – говорит Кристиан Счилтерер. - МикроРНК может управлять экспрессией генов, поэтому эволюционные изменения в формировании микроРНК, соответственно, приводят к изменениям всего организма».

Для демонстрации этого важного, но малопонятного обывателю открытия ученые провели наглядный эксперимент на плодовых мушках дрозофилах. Как правило, эти насекомые покрыты большим количеством микроскопических волосков. В частности ноги дрозофилы полностью покрыты микроволосками, как и у остальных насекомых. Однако имеется и отличие: у дрозофил на второй паре ног есть залысины. Предыдущие исследования показали, что размер этих залысин отличается у разных видов и регулируется геном Ultrabithorax (Ubx). Тем не менее, новые исследования австрийских ученых продемонстрировали, что одинаковые залысины могут быть даже у мушек разного вида.

Поиски генетической причины этого сходства между разными видами привели ученых к сегменту ДНК, который содержит 4 гена. Три из них кодируют белки, которые не связаны с волосками на теле мухи. Четвертый ген, микроРНК-92а, в свою очередь кодирует микроРНК. Эксперименты показали, что повышение активности гена микроРНК-92 вызывает потерю волос на крыльях насекомых. В свою очередь, когда ученые вызвали гиперэкспрессию данного гена в ногах плодовых мушек, это привело к облысению ног. Таким образом, управление генами микроРНК может вызывать кардинальные перемены внешнего облика живого организма. Пока эта область мало изучена, но перспективы работы с микроРНК огромны.