А вы знаете, что лошади так изумительно бегают... из-за ошибки в генах?!
smapse — 05.08.2025
Ученым удалось обнаружить крайне редкий и довольно интересный пример генетического сбоя, усиливающий эффективность поглощения организмом кислорода и выработку энергии. Правда, не у людей, а у лошадей и их ближних родственников, прежде всего — зебр и ослов. С точки зрения естественных законов природы такая мутация должна была повлечь за собой вымирание лошадей, но что-то пошло не так.
Лошадь в принципе рекордсмен по метаболизму кислорода: её мышцы могут потреблять до 360-400 литров кислорода в минуту, что в два-три раза больше, чем у самых крутых бегунов и других легкоатлетов. С чем вызвана такая клеточная аномалия, ученые не могли выяснить больше 80 лет — помог случай, причём объяснение оказалось достаточно нетривиальным.
Открытие совершила группа генетиков и биологов из американских университетов Вандербильта и Джона Хопкинса. «Препарируя» генетический код лошади, они сосредоточили усилия на генной цепочке КЕАР, отвечающей за антиоксиданты и продуцирование энергии на уровне митохондрий. Вернее, сначала ученым удалось обнаружить такую генную аномалию у птиц — у них она возникла в процессе эволюции, чтобы помочь самым древним позвоночным адаптироваться после выхода из воды на сушу (не говоря уже о полётах). А затем, логическим путём, исследователи пришли к выводу, что секрет аномальной эффективности кислородного метаболизма лошадиных следует искать примерно там же.
Дорогие друзья! Если мой контент приносит вам радость и вы хотите поддержать мое творчество, я буду благодарен за вашу помощь. По ссылке вы можете сделать донат. Огромное спасибо за вашу поддержку и внимание!
Стоп? Поехали!
Исследования показали, что у лошадей в гене KEAP1 (это тот, который отвечает за важный белок, защищающий клетки от повреждений) существует необычная мутация — так называемый опаловый стоп-кодон. В норме стоп-кодон — это сигнал для рибосомы (органеллы, которая синтезирует белки в клетке), чтобы она завершила процесс создания белка. Но у лошадей стоп-кодон на 15 шаге синтеза белка просто игнорируется! Это означает, что рибосома продолжает свою работу, создавая белок с уникальными свойствами.
У большинства животных, включая людей, этого не происходит, синтез белка завершается на определённом этапе, как и должно быть. Белок KEAP1 играет важную роль в защите клеток от окислительного стресса, регулируя другой белок — NRF2, который помогает клеткам бороться с повреждениями, такими как свободные радикалы. Без нормального KEAP1 организм не мог бы эффективно бороться с этими повреждениями, что в теории могло бы серьёзно нарушить здоровье.
Однако у лошадей этот процесс немного отличается. Стоп-кодон в гене KEAP1 не останавливает синтез белка, а наоборот, «бустит», то есть усиливает. В результате получается белок, который более чувствителен к химическим веществам и свободным радикалам. Это помогает активировать NRF2, что ускоряет клеточное дыхание и улучшает способность организма справляться с окислительным стрессом.
Как это помогает лошадям быть выносливыми?
Обычно этот белок, KEAP1, регулирует другой важный белок — NRF2, который защищает клетки от окислительного стресса, вызванного свободными радикалами и другими вредными веществами. Когда белок KEAP1 работает нормально, он помогает клеткам эффективно бороться с этими повреждениями, но если этого белка не хватает или он работает плохо, клеточная защита ослабляется, и это может привести к проблемам со здоровьем.
У лошадей же синтез KEAP1 происходит с нарушениями: стоп-кодон не срабатывает, и белок получается «усиленным», становится более чувствительным к электрофилам и реактивным видам кислорода. Это приводит к повышенной активности NRF2, что улучшает клеточную защиту и ускоряет митохондриальное дыхание — процесс, который помогает клеткам получать больше энергии.
Такая уникальная мутация даёт лошадям преимущество в том, чтобы справляться с физическими нагрузками. Например, когда лошади бегают на длинные дистанции или выполняют другие интенсивные упражнения, их клетки могут более эффективно использовать кислород, быстрее восстанавливаться от окислительного стресса. В результате они могут развивать большую скорость и работать на более высоком уровне выносливости.
Чтобы понять, как такая ошибка могла быть полезной для эволюции, учёные использовали самые современные методы анализа. Ключевую роль, впрочем, сыграла структура самой мРНК, отвечающей за передачу инструкции для синтеза белка.
Другим фактором оказались изменения в самом механизме считывания стоп-кодонов. Два белка — SBP2 и eEFSec, которые отвечают за проверку и корректировку ошибок в процессе синтеза белков, у лошадей тоже претерпели мутации: эти белки, как бы «зная» о возникшей ошибке, способны её исправить.
Как это связано с эволюцией вида?
Эта мутация появилась ещё у предка современных лошадей, и, вероятно, сыграла ключевую роль в их эволюции: благодаря ей лошади получили уникальную способность быть быстрыми и выносливыми, что стало важным преимуществом в борьбе за выживание. С течением времени эта мутация передавалась по наследству, возможно, и усиливалась, и теперь лошади — одни из самых выносливых животных в мире
Пока практического применения у этого открытия нет, его даже в селекции лошадей использовать не получится. С другой стороны, ученые полны оптимизма, есть даже такие, кто убежден в практической пользе нового знания для раскрытия секретов уже человеческого генокода.
|
|
</> |
Виртуальные номера для регистрации: удобство и безопасность современных решений 
Если мяса с ножа ты не ел ни куска... 
1,7 миллиона... Ну а что вы хотели хохлы? 
Календарь на август 
Помидорное утро 
Пора вводить экзамен на профпригодность 
Без названия 
Ждём вечера 
Новости, которые мы заслужили 
