Учёные обнаружили микроб, нарушающий фундаментальное правило генетического кода

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили микроорганизм, который бросает вызов одному из основных правил генетики. Оказалось, что метаногенный архей Methanosarcina acetivorans допускает неоднозначность в интерпретации генетического кода.

Генетический код обычно читается клетками триплетами (кодонами), где каждый трёхбуквенный кодон соответствует строго одной аминокислоте или сигналу остановки синтеза белка. Однако у этого микроба один и тот же стоп-кодон (UAG) может интерпретироваться двумя способами: либо как команда остановиться, либо как инструкция вставить редкую аминокислоту пирролизин и продолжить синтез. Это приводит к образованию двух разных белков из одной и той же генетической инструкции.

«Объективно, неоднозначность в генетическом коде должна быть вредной; вы получаете случайный набор белков, — сказала Дипти Наяк, старший автор исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. — Но биологические системы более неоднозначны, чем мы им приписываем, и эта неоднозначность на самом деле является особенностью, а не ошибкой».

Учёные полагают, что такая гибкость могла развиться, чтобы позволить организму встраивать пирролизин в фермент, расщепляющий метиламин — соединение, часто встречающееся в окружающей среде и в кишечнике человека. Археи, потребляющие метиламины, играют важную роль в здоровье человека, помогая ограничить выработку вредных соединений, связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Открытие также открывает возможности для новых медицинских стратегий. Около 10% наследственных заболеваний, включая муковисцидоз и мышечную дистрофию Дюшенна, вызваны преждевременными стоп-кодонами. Исследователи предполагают, что если сделать такие стоп-кодоны немного «протекающими», клетки смогут производить достаточное количество полноценного белка, чтобы смягчить симптомы.

ИИ: Это открытие фундаментально меняет наше понимание универсальности генетического кода и демонстрирует удивительную пластичность жизни. Возможность управлять «неоднозначностью» стоп-кодонов открывает фантастические перспективы для генной терапии целого ряда тяжёлых заболеваний.