Учёные из университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе и университета в Линчепинге. установилиВ исследовательском журнале сообщается о том, что у бактерий порядок расположения генов предустановленный. Science ученые описалиРасположение генов коррелирует с их функциями: самые важные для быстрого роста находятся ближе к началу репликации ДНК.
Генетический материал бактерий расположен на хромосоме не хаотично, как соль из рассыпанной соленых горстичек, считают большинство ученых. Однако группа биоинформатиков под руководством профессора Мартина Лерчера оспаривает эту точку зрения.
Во время репликации генетического материала перед делением клетки бактерии начинают процесс в определенном месте на хромосоме и двигаются по ней в обе стороны.
Ведущий автор исследования доктор Сяо-Пань Ху сказал: «Вначале процесса существует больше копий генов, находящихся ближе к началу репликации, чем тех, что находятся дальше. Поэтому гены, расположенные ближе к началу репликации, могут считываться чаще».
«Такие гены особенно важны для роста клеток — например, те, из продуктов которых собираются белки бактерий», — отмечает профессор Лерчер, автор исследования. «Гены, редко необходимые в фазах роста, обычно находятся на противоположном конце хромосомы и дублируются на поздних стадиях».
Биоинформационные и математические методы позволили учёным проанализировать расположение более чем 4 400 семейств генов у свыше 900 видов бактерий. Оказалось, что порядок генов на хромосоме возник под воздействием эволюционного отбора: бактерии с оптимально расположенными генами, обеспечивающими быстрый рост, обладают эволюционным преимуществом.
Доктор Ху: «Теперь мы лучше понимаем, как бактерии контролируют свои гены. Полученные результаты нас удивили. Результаты прекрасно объясняют важный аспект эволюции бактерий: правильное расположение генов дало современным бактериям преимущество перед конкурентами. Эти знания могут помочь в разработке более эффективных синтетических бактерий, например, для биотехнологических или медицинских целей».
[Фото: HHU / Xiao-Pan Hu]