Мутационные профили лабораторных и природных штаммов кишечной палочки оказались схожи

Понимание мутационных процессов в клетке дает ключ к изучению эволюции генома бактерий. Особенно активно мутационные процессы изучают в раковых клетках человека. Российские и индийские исследователи проанализировали и сравнили общий спектр мутаций лабораторной и природной кишечной палочки и пришли к выводу, что они практически не отличаются. Результаты представлены в журнале Genome Biology and Evolution, сообщает пресс-служба Сколтеха.«Мутации возникают либо в процессе репликации — копирования ДНК, либо во время ее репарации — "починки" ДНК из-за разрыва или других нарушений. Система репарации тоже может ошибиться. Разные системы репликации и репарации делают разные ошибки, и они зависят от контекста. Обычно изучают три нуклеотида: тот, в котором произошла мутация, и два по правую и левую сторону от него. Типичный набор мутаций вместе с контекстами, характерными для данной системы, называется мутационной подписью. Например, у человека есть мутационные подписи воздействия ультрафиолета и курения, характерные для определенных раков», — рассказал руководитель исследования, профессор Михаил Гельфанд — директор Центра молекулярной и клеточной биологии в Сколтехе.Коллектив ученых впервые исследовал мутационный профиль кишечной палочки — сумму мутационных подписей систем репликации и репарации. «У наших партнеров из Индии были данные по кишечным палочкам, у которых нарушены системы репликации и репарации. Из них мы смогли извлечь чистые мутационные подписи, характерные для разных систем, а потом разложили мутационные профили кишечных палочек по подписям и поняли, какие системы вносят больший вклад в мутации», — пояснил Михаил Гельфанд.Ученые также использовали данные эксперимента по длительной эволюции кишечной палочки. Это большое лабораторное исследование под руководством Ричарда Ленски, которое продолжается уже более 30 лет. Профиль мутаций лабораторных штаммов ученые сравнили с профилем штаммов природных.«Мы обнаружили, что эти профили схожи. Этот результат не вполне ожидаемый, ведь лабораторный штамм живет не в таких условиях, как природный. Кроме того, он опровергает представление о том, что эволюция кишечной палочки в естественной среде включает чередующиеся эпизоды обычной медленной эволюции и более короткие эпизоды ускоренной эволюции в гипермутабельном режиме. Наоборот, при эволюции природных штаммов кишечной палочки вклад атипичных мутационных режимов в общее накопление мутаций незначителен», — подытожил Михаил Гельфанд.