По часовой стрелке: микроскопический вид желёз в коже лягушки, копыте овцы, коже обезьяны и чешуе рыбы. Иллюстрация: Science Source.
В начале 2016 года ученые рассказали, как именно одноклеточные организмы смогли стать многоклеточными 800 миллионов лет назад. Авторы исследования изучили молекулу GK-PID, отвечающую за рост разных типов тканей в организме. Роль молекулы крайне важна: без нее клетки не могут создавать упорядоченные структуры и развиваются хаотично. Задача GK-PID — соединить белки таким образом, чтобы клетки могли делиться правильно.
В организмах животных есть еще один ген, похожий на тот, что производит GK-PID. Но он кодирует молекулу с другой функцией — фермент, помогающий строить ДНК. Этот фермент присутствует и в других организмах, от бактерий до грибов. Гены похожи, но результат их работы отличается. Если фермент участвует в строительстве ДНК, то GK-PID играет роль полицейского, который следит за порядком в клетке.
Изучив различные формы фермента и искомой молекулы, ученые выяснили, как они мутировали со временем. Это позволило восстановить ген, отвечающий за GK-PID в одноклеточных предках современных животных, и воссоздать те древние молекулы. Оказалось, что предок GK-PID не был «полицейским», а вел себя как фермент-строитель. Ученые предположили, что в одном из древних одноклеточных организмов произошло дублирование гена, одна из копий которого позже мутировала. Это и вызвало появление «полицейской» молекулы, позволившей клеткам сохранять структуру при делении. Так возникли многоклеточные организмы, и именно эта случайная мутация позволила жизни стать такой, какой мы знаем ее сегодня.
Полная версия материала про научные новости первой половины 2016 года опубликована в Bird in Flight.