Люди обязаны своим появлением генетической ошибке

Произошедшие в кембрийском периоде удвоения ДНК помогли системам клеточной связи, позволив клеткам значительно повысить эффективность переработки информации. В то же время нарушения связи, восходящие к тем же самым удвоениям ДНК, приводят к диабету, раку и неврологическим расстройствам.

«Организмы, которые размножаются половым способом, как правило, несут по два экземпляра всего своего генома — по одному от каждого из родителей, — поясняет соавтор исследования Кэрол Макинтош. — 500 с лишним миллионов лет назад произошёл какой-то сбой, и некий организм унаследовал в два раза больше генов. В следующем поколении это случилось снова, и количество экземпляров каждого гена опять удвоилось».

Удвоения не были стабильными, и большинство «дублей» исчезло задолго до появления человека. Тем не менее, Макинтош и её коллегам удалось выяснить, что некоторые из них остались.

Исследовательская группа сфокусировалась на изучении сети из нескольких сотен белков, которые, находясь внутри человеческих клеток, координируют их ответ на факторы роста и инсулин. Специалисты составили карту белков, классифицировали их и подвергли биохимическому анализу. Исследование показало, что они восходят к генетическим удвоениям, случившимся в кембрии.

Первый их носитель неизвестен, но, по словам генетиков, из современных существ к его непосредственному предку более всего близок ланцетник Branchiostoma lanceolatum. Таким образом, это беспозвоночное можно назвать очень далёким родственником всех позвоночных.

Унаследованные белки, вероятно, приобрели способность сбиваться в «артель», которая умеет читать «инструкции» более разнообразных факторов роста, а не одного-единственного белка. Похожим образом работают системы мультиплексного сигнала, позволяя смартфону принимать сразу несколько сообщений.

Этот несомненный прогресс имеет и свои минусы. Когда важная функция выполняется одним белком (как в организме Branchiostoma lanceolatum), его потеря или неудачная мутация заканчивается смертью, а не болезнью. В случае, если мутирует или теряется один белок из группы, особь выживает, но страдает ее здоровье. Это, в частности, объясняет широкую распространенность диабета и рака в человеческой популяции, передает «Компьютерра–Онлайн» со ссылкой на Discovery News.