Когато гените решат да емигрират
Представи си, че мебелите вкъщи могат да се вдигнат и да се преместят в съвсем друга къща — без да ги докоснеш. Звучи невероятно, нали? Е, нещо подобно се случва с някои гени в живите организми. Учените знаят за тези „подскачащи гени" от известно време.
Тези генетични номади се намират навсякъде — в бактерии, растения, животни, дори в нас хората. Могат да скитат из една клетка и понякога ѝ дават нови качества, които може да са полезни по-късно в еволюцията. Така животът се променя и се приспособява към нови условия.
Но ето какво е интересното: да се местиш в рамките на една клетка си е като да пренареждаш мебели в хола. Ами ако един ген иска да се премести в съвсем различна сграда?
Учените смятаха, че подскачащите гени се нуждаят от превоз — нещо като вирус или плазмид, който да ги откара на новото им местожителство. Но скорошно проучване показва, че може да има и друг начин.
Микроскопичната следа от престъпление
Екип от изследователи изучавал общност от микроби, които произвеждат метан — процесът, който стои в основата на биогаза. В тази общност те открили малък хищен бактерий, наречен Candidatus Velamenicococcus archaeovorus.
Това малкото е микробен убиец. То ловува и убива други микроорганизми, които превръщат оранжеви съединения в метан. Учените забелязали нещо странно в нишките на Methanothrix soehngenii — един от най-важните метан-произвеждащи организми на планетата. Мъртви клетки, изглеждали нападнати.
Изследователите се усъмнили. Дали този хищник не е виновен?
Търсенето на доказателства
Решили да търсят молекули от хищника в мъртвата му плячка. Докато изследвали генома на Ca. Velamenicoccus archaeovorus, попаднали на нещо любопитно: един интрон, който функционира като подскачащ ген.
И тук започва най-интересната част. Интронната РНК никога не била откривана извън клетка. Обикновено си стои скрита навътре. Но тези учени разработили достатъчно чувствителни методи, за да забележат дори минимални количества РНК в бактериални клетки.
С помощта на специални сонди за нуклеинови киселини направили микроскопични изображения, показващи интронна РНК както в живите клетки на хищника, така и в мъртвите клетки на жертвата.
Хванали интрона в момента, в който се опитвал да се размножи и разпространи. За нещастие на този амбициозен малък ген, по времето на скока хищникът вече бил убил новия си домакин. Така прехвърлянето се оказало скок в празна клетка. Тъжно, всъщност.
тайното оръжие: движение в кръг
Но големият въпрос си остава: как тази РНК оцеляла достатъчно дълго, за да измине пътя?
РНК молекулите обикновено са крехки. Служат като пратеници в клетките — пренасят инструкции от ДНК към фабриката за производство на протеини. Но обикновено се разграждат бързо, започвайки от откритите си краища.
Мъртвите клетки почти никога не съдържат РНК точно заради това.
Как тогава интронната РНК оцеляла? Отговорът е прост и елегантен: тя е кръгова.
Интронната РНК образува пръстеновидна молекула без открити краища. Тази кръгова структура я предпазва от ензимите, които иначе биха я нарязали на парчета. Няма открити краища — няма лесен начин да бъде разградена. Доста умно за нещо, което няма мозък.
Какво означава това за нас
Йенс Хардер, изследователят зад това откритие, отбелязал нещо забележително: кръговите РНК молекули не са само микробна работа. Съществуват и при хората и влияят на много метаболитни процеси. Учените дори изучават ролята им в развитието на тумори в момента.
И нещо повече — някои кръгови РНК се използват в РНК ваксини, включително тези срещу COVID-19 и определени ракови заболявания!
Така че когато следващия път чуеш за РНК ваксини или изследвания на рака, всъщност чуваш за наследството на малки генетически пътешественици, които са открили как да оцелеят, като се движат в кръг.
Това проучване открива вълнуващи възможности за разбиране как генетичната информация се премества между видовете — не само в тях. Напомня ни, че в микросвета правилата на биологията могат да бъдат учудващо гъвкави, а природата винаги намира хитри решения.