Возможная революция в генетике

 
+
-
edit
 

stas27

эксперт
★★☆
Lenta.ru: Прогресс: Сорняк поставил под сомнение законы генетики :

Американские биологи обнаружили растение, наследование свойств у которого происходит иначе, чем предписывает классическая генетика. Исследования показали, что Arabidopsis thaliana способен замещать "ошибочный" генетический код, доставшийся от родителей, унаследованными через поколение фрагментами генома, сообщает Nature.
...
Роберт Прюитт (Robert Pruitt) и его коллеги, обнаружившие необычное явление, попробовали объяснить его с микроскопических позиций. Попытки найти хранилище "запасных" генов внутри самой ДНК успехом не увенчались: растение воспроизводило и те последовательности, которые не встречались нигде в исходной цепочке. Скорее всего, считает Прюитт, "память" о позапрошлом поколении хранится на альтернативных носителях генетической инфомации - молекулах РНК, с которых могут быть "списаны" отдельные участки ДНК."
 

И оригинал ( Cress overturns textbook genetics : Nature News ) :
Surprise finding shows that plants rewrite genetic code.


Arabidopsis plants may posses a genetic backup to deal with faulty parental DNA.
© SPL
In a discovery that has flabbergasted geneticists, researchers have shown that plants can overwrite the genetic code they inherit from their parents, and revert to that of their grandparents.

The finding challenges textbook rules of inheritance, which state that children simply receive combinations of the genes carried by their parents. The principle was famously established by Austrian monk Gregor Mendel in his nineteenth-century studies on pea plants.

The study, published this week in Nature, shows that not all genes are so well behaved. It suggests that plants, and perhaps other organisms including humans, might possess a back-up mechanism that can bypass unhealthy sequences from their parents and revert to the healthier genetic code possessed by their grandparents or great-grandparents.

Robert Pruitt and his colleagues at Purdue University in West Lafayette, Indiana, hit upon the discovery when studying a particular strain of the cress plant Arabidopsis, which carries a mutation in both copies of a gene called HOTHEAD. In mutated plants, the petals and other flower parts are abnormally fused together.

Because these plants pass the mutant gene on to their offspring, conventional genetics dictates that they will also have fused flowers. Not so: Pruitt's team has known for some time that around 10% of the offspring have normal flowers.

Back to the future

Using genetic sequencing, the researchers showed that this second generation of plants had rewritten the DNA sequence of one or both of their HOTHEAD genes. They had replaced the abnormal code of their parents with the regular code possessed by earlier generations.

And when the team studied numerous other genes, it found that the plants had often edited those back to their ancestral form too. "It was a huge surprise," Pruitt says.

The discovery has left geneticists reeling. "It's really quite stunning," says Detlef Weigel, who studies plant genetics at the Max Planck Institute for Developmental Biology in Tübingen, Germany. "It's a mechanism that no one had any idea existed."

And geneticist Steven Jacobsen at the University of California, Los Angeles, sums it up even more succinctly. "It's really weird," he says.

Hidden inheritance

Pruitt and other researchers are struggling to explain exactly how the plants could rewrite their genetic code. To do that, they need a template (a version of their grandparents' code) that can be passed from one generation to the next.

One possibility is that the plants use an extra copy of a gene perched elsewhere in their DNA. But this seems unlikely, because the team found that the plants can rewrite the code of genes that have no similar copies elsewhere in the genome.

Instead, Pruitt speculates that the plants carry a previously undiscovered store of the related molecule RNA, that acts as a backup copy of DNA. Such molecules could be passed into pollen or seeds along with DNA and used as a template to correct certain genes. "It's the most likely explanation," Weigel agrees.

Stressed out

Pruitt speculates that this type of gene correction goes on in Arabidopsis under normal conditions, just very rarely. He suggests that it is ramped up when the HOTHEAD gene is mutated, perhaps because the plant becomes stressed.

Indeed, the process could exist because it helps plants to survive whenever they find themselves in difficult condition, such as when water or nutrients become scarce. Such stress could trigger plants to revert to the genetic code of their ancestors, which is perhaps more hardy than that of their parents. To test this, Pruitt is examining whether stressful situations do indeed prompt the same phenomenon.

A similar process might even go on in humans. This is suggested by rare cases of children who inherit disease-causing mutations but show only mild symptoms, perhaps because some of their cells have reverted to a normal and healthier genetic code.

If humans do correct their genes in this way, Pruitt suggests that the procedure might be usefully hijacked by researchers or doctors. They might be able to identify the RNA molecules that carry out the repair and use them to correct harmful mutations in patients.

But for now, Pruitt and other researchers in the field are expecting the paper to prompt a lot of scepticism. "The immediate response is that they must have made a mistake," Weigel says, "but I don't think so."

References

1. Lolle S. J., Victor J. L., Young J. M. & Pruitt R. E. Nature, published online, doi:10.1038/nature03380 (2004).
 

С уважением, Стас.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Мощно... Только вот я как-то не понял - а откуда в организме (через поколение!) немодифицированные РНК-образцы?
 
+
-
edit
 

stas27

эксперт
★★☆
Х.з. Короче, явление вроде бы есть, как объяснить - никто пока не понимает...
Pruitt and other researchers are struggling to explain exactly how the plants could rewrite their genetic code. To do that, they need a template (a version of their grandparents' code) that can be passed from one generation to the next.

One possibility is that the plants use an extra copy of a gene perched elsewhere in their DNA. But this seems unlikely, because the team found that the plants can rewrite the code of genes that have no similar copies elsewhere in the genome.

Instead, Pruitt speculates that the plants carry a previously undiscovered store of the related molecule RNA, that acts as a backup copy of DNA. Such molecules could be passed into pollen or seeds along with DNA and used as a template to correct certain genes. "It's the most likely explanation," Weigel agrees.
 
С уважением, Стас.  
EE Татарин #24.03.2005 02:01
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
А не может быть, что это какой-то механизм "самовосстановления" по "чек-сумме"?
Вроде, у каких-то важных генов есть такое?
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
US stas27 #24.03.2005 02:56  @Татарин#24.03.2005 02:01
+
-
edit
 

stas27

эксперт
★★☆
Татарин> А не может быть, что это какой-то механизм "самовосстановления" по "чек-сумме"?
Татарин> Вроде, у каких-то важных генов есть такое? [»]

Нет, такого нет совершенно. Тьфу, чёрт, после этой новости надо сказать "совершенно неизвестно" :rolleyes: . Более того, это никак не укладывается в современные представления о том, как работает наследственный аппарат.

Репарация повреждений возможна только в том случае, если где-то в геноме есть неповреждённая копия (в простейшем случае - на другой нити ДНК, в более сложном - на другой хроматиде). А иначе - никак... Из известных механизмов.

Конечно, это надо проверять и перепроверять. Уже был случай, когда Nature опубликовала статью, в которой доказывалось, что антитела продолжают оказывать биологический эффект при разбавлении, которое гарантирует отсутствие молекул в пробе. Посылали в лабу к автору комиссию, которая наблюдала, как берётся раствор антител, серийно разбавляется в невероятное количество раз, добавляется к клеткам, и эффект - есть. Были гипотезы, что вода может сохранять "тени антител". Много чего писали...

Да, вот ссылочка: http://www.digibio.com/cgi-bin/node.pl?lg=us&nd=n4_1 .

Serial tenfold dilutions of goat anti-human IgE (Fc) anti-serum (l mg specific antibody per ml) were prepared in HEPES-buffered Tyrode's solution containing human serum albumin (HSA) down to 1 x 1060 dilution, corresponding to a
2.2 x 10-66 M
theoretical concentration
(th) in the assay (see Fig. 1 legend for methods).
 
Эту статью до сих пор активно цитируют все любители гомеопатии. Результат? См. ПДФку :) .

P.S. В общем, будем посмотреть :) . Новость такая, что, думаю, через несколько месяцев будет понятно, лажа или нет.
С уважением, Стас.  
Это сообщение редактировалось 24.03.2005 в 03:07

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
stas27
Репарация повреждений возможна только в том случае, если где-то в геноме есть неповреждённая копия (в простейшем случае - на другой нити ДНК, в более сложном - на другой хроматиде).
 


Ух ты, неужели не только по комплементарной нити производится репарация?! А ссылочку можно какую-нибудь, интересно очень?

Уже был случай, когда Nature опубликовала статью, в которой доказывалось, что антитела продолжают оказывать биологический эффект при разбавлении, которое гарантирует отсутствие молекул в пробе.
 


Ну разбавления до концентраций, при к-х в растворе не должно оставаться ни одной молекулы растворяемого вещества - старый "гомеопатический" прикол. Только вот разрешается этот парадокс, оказывается, довольно просто. Помню, мужик, к-1 читал нам на Физтехе экологию, рассказывал, что эту проблему решил его аспирант - оказалось, на стенках сосуда и на поверхности раствора растворяемое вещество после определенного числа разбавлений достигает постоянной концентрации, т.е. дальнейшие разбавления погоды уже не делают, суммарное число растворяемых частиц далее не меняется.
 
+
-
edit
 

AidarM

аксакал
★★☆
Всю жизнь думал, что уж где-где, а в ДНК код защищен алгоритмами покруче кода Хемминга или Рида-Соломона, так что восстановить поврежденный код часто можно в процессе дешифрации... <_< Думал, что это так и делается повсеместно, а оказывается, что такое не подразумевалось биологами. <_<
Солипсизм не пройдёт! :fal:  
Это сообщение редактировалось 25.03.2005 в 20:50
RU вантох #25.03.2005 20:46
+
-
edit
 

вантох

опытный

Fakir
эту проблему решил его аспирант - оказалось, на стенках сосуда и на поверхности раствора растворяемое вещество после определенного числа разбавлений достигает постоянной концентрации, т.е. дальнейшие разбавления погоды уже не делают, суммарное число растворяемых частиц далее не меняется.
Это, конечено, неверно, разбавление производится переносом капли жидкости в новую "свежую" пробирку, на стенках которой изначально ничего нет :) Другое дело, что с точки зрения Экологии из-за Разбавления(и слития промежуточных в канализацию) водопроводная вода и все океаны Земли содержат Все гомеопатические препараты, изготовленные когда-либо :D

По теме- да, наверное перенос с РНК.
Это просто в нынешних условиях такие методы не применяются, но вообще они есть.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
вантох
Это, конечено, неверно,
 


Это почему же "конечно"? Я не знаю деталей того исследования, но почему не предположить, что даже при перенесении пипеткой капли в новую пробирку все вещество, содержавшееся на поверхности капли, окажется на поверхности жидкости в пробирке?
 
RU вантох #25.03.2005 22:00
+
-
edit
 

вантох

опытный

Fakir
Классическая технология гомеопатии подразумевает интенсивное встряхивание(и соответственно распределение в объеме) при разведении образца ( в том числе и поэтому на "память воды" гомеопаты наверное зря надеются) :)
Это просто в нынешних условиях такие методы не применяются, но вообще они есть.  

Anika

координатор
★★☆
Американские биологи обнаружили растение, наследование свойств у которого происходит иначе, чем предписывает классическая генетика. Исследования показали, что Arabidopsis thaliana способен замещать "ошибочный" генетический код, доставшийся от родителей, унаследованными через поколение фрагментами генома, сообщает Nature.
 
Во морганистам (не путать с менделистами) подарочек...
А мухолюбам бульник в огород...
А Трофим Денисович предупреждал...
Когда говорит масло - пушки молчат. А голос пушек - это голос Муз. (c)Ю.Шерман  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
вантох
Классическая технология гомеопатии подразумевает интенсивное встряхивание(и соответственно распределение в объеме) при разведении образца
 


Поверхностные силы могут быть значительными, так что встряхивание отнюдь не гарантирует распределение вещества из тонкого поверхностного слоя по всему объему.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Anika
Во морганистам (не путать с менделистами) подарочек...
А мухолюбам бульник в огород...
А Трофим Денисович предупреждал...
 


Дык ведь о наследовании приобретенных признаков речи нет. Хотя и поговаривают вроде бы в последние годы о таких возможностях... Но вроде бы пока - очень частных.
 
RU вантох #25.03.2005 22:31
+
-
edit
 

вантох

опытный

Fakir

Это разве что для гидрофобных соединений, все остальное(в.т.ч. белки) распределяется в объеме. И надо пипеткой по-особому работать, чтобы собирать с поверхностей, разбавление все равно будет, хотя и меньше. Обычно Эти просто с растворителем мухлюют ( не совсем вода у них, бывает и спирт добавляют ;) )
Это просто в нынешних условиях такие методы не применяются, но вообще они есть.  

stas27

эксперт
★★☆
Fakir> stas27
Fakir>
Репарация повреждений возможна только в том случае, если где-то в геноме есть неповреждённая копия (в простейшем случае - на другой нити ДНК, в более сложном - на другой хроматиде).
 

Fakir> Ух ты, неужели не только по комплементарной нити производится репарация?! А ссылочку можно какую-нибудь, интересно очень?

Если произошёл двунитевой разрыв, то его по комплементарной нити не восстановишь. См. неплохое изложение на 404 - Ошибка: 404 . Репарация через рекомбинацию - гораздо менее надёжный и более "дорогой" механизм. См. также http://www.genoterra.ru/news/view/18/812 - там довольно хорошо изложен также механизм СОС-репарации, когда при массированном повреждении генома клетки плюют на собственно репарацию и доводят синтез ДНК до конца хоть как-то (в т.ч. с нарушением правильного спаривания оснований).

Fakir>
Уже был случай, когда Nature опубликовала статью, в которой доказывалось, что антитела продолжают оказывать биологический эффект при разбавлении, которое гарантирует отсутствие молекул в пробе.
 

Fakir> Ну разбавления до концентраций, при к-х в растворе не должно оставаться ни одной молекулы растворяемого вещества - старый "гомеопатический" прикол. Только вот разрешается этот парадокс, оказывается, довольно просто. .., на стенках сосуда и на поверхности раствора растворяемое вещество после определенного числа разбавлений достигает постоянной концентрации, т.е. дальнейшие разбавления погоды уже не делают, суммарное число растворяемых частиц далее не меняется. [»]

М.б. В той ПДФке, на которую я сослался, указано, что авторы довольно творчески относились к статистике, выбрасывая неправильные результаты.

;)
Прикреплённые файлы:
 
С уважением, Стас.  
Это сообщение редактировалось 26.03.2005 в 02:48

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru