Дослідники виявили одноклітинний організм, який використовує два сигнали завершення синтезу білка для кодування різних амінокислот. Відкриття змінило уявлення про те, як можуть працювати й еволюціонувати генетичні коди.
Про це пише видання ScienceDaily.
Мікроорганізм Oligohymenophorea sp. PL0344 знайшли у прісноводному ставку на території Оксфордського університету у Великій Британії. Відкриття зробили випадково під час випробування нового методу секвенування ДНК, призначеного для аналізу дуже малих кількостей генетичного матеріалу.
Як повідомляє Інститут Ерлгема (Earlham Institute), дослідники виявили, що організм використовує два стандартні стоп-кодони — TAA і TAG — для кодування різних амінокислот. Перший відповідає за лізин, а другий — за глутамінову кислоту. Водночас TGA залишається єдиним звичайним стоп-кодоном цього мікроорганізму.
Зазвичай стоп-кодони сигналізують клітині про завершення синтезу білка. Раніше вчені вважали, що TAA і TAG еволюціонують узгоджено: якщо вони перестають виконувати функцію стоп-сигналів, то зазвичай починають кодувати одну й ту саму амінокислоту.
«Майже в усіх інших відомих нам випадках TAA і TAG змінюються одночасно. Коли вони не є стоп-кодонами, кожен із них кодує ту саму амінокислоту», — пояснив доктор Джеймі Макгоуен, який на момент відкриття працював постдокторантом в Інституті Ерлгема.
Додаткове дослідження геному виявило спеціалізовані гени транспортної РНК, пов’язані з цими кодонами. Це підтвердило, що незвичний генетичний код є особливістю самого організму, а не помилкою секвенування.
Науковці також знайшли незвично велику кількість стоп-кодонів TGA одразу після ділянок ДНК, що кодують білки. На їхню думку, ці сигнали можуть виконувати резервну функцію та зупиняти синтез, якщо рибосома продовжить зчитувати генетичні інструкції за межами потрібної ділянки.
Як саме сформувався такий генетичний код, дослідникам встановити не вдалося. Проте відкриття показало, що механізми зчитування генетичної інформації можуть бути гнучкішими, ніж вважали раніше.
Подальші дослідження підтвердили, що незвичні зміни генетичного коду трапляються й в інших інфузорій. У грудні 2024 року Макгоуен і його колеги опублікували в журналі PLOS Genetics результати дослідження,
у якому виявили три раніше некультивовані види інфузорій. У них кодон UAG, який зазвичай сигналізує про завершення синтезу білка, ймовірно, кодує лейцин.
Ці організми виявили в зразках, пов’язаних з Арктичним і Південним океанами. Аналіз геномних даних також показав, що в інфузорій Hartmannula sinica і Trochilia petrani кодон UAG, імовірно, кодує глутамін. Еволюційні порівняння свідчать, що такі зміни виникали незалежно щонайменше тричі.
У березні 2026 року дослідники Інституту Ерлгема та Оксфордського університету повідомили ще про одне відкриття, пов’язане з різноманіттям одноклітинних організмів. Проаналізувавши лише сім некультивованих клітин протистів групи Bodo, вони визначили три раніше невідомі еволюційні лінії. Кожна з них була пов’язана з окремим видом бактерій, що живуть усередині організму.
Це дослідження не виявило таких самих змін генетичного коду, як у Oligohymenophorea sp. PL0344, але продемонструвало, скільки біологічного різноманіття залишається невідомим через обмежене вивчення організмів, які складно вирощувати в лабораторіях.
Науковці зазначають, що дослідження незвичних генетичних кодів допомагає зрозуміти механізми еволюції та причини стабільності генетичних інструкцій у більшості живих організмів. Ці знання також можуть бути корисними для синтетичної біології, у межах якої дослідники намагаються змінювати генетичні коди клітин і створювати білки з незвичними властивостями.
Читайте також:
- Криваво-червоний водоспад. Під льодовиком Антарктиди знайшли давні мікроорганізми, ізольовані мільйони років
- У 2,6 раза швидше, ніж в природі. Вчені створили мікроорганізми, які очищають океан від вуглекислого газу
- Нова екосистема. Витік метану в Південно-Китайському морі — за два роки мікроорганізми майже перекрили газ
