Ну вот и дождались!

Наконец-то начали изучать процессы УПРАВЛЕНИЯ генома.

И это только начало.

Кодирование синтезируемых белков - это, конечно, хорошо, но этого чертовски мало для понимания того, как работает организм. Потому что мы до сегодняшнего дня абсолютно не понимали КАК РЕГУЛИРУЕТСЯ считывание того или иного гена с ДНК.

Из имеющихся знаний по этому вопросу были открытые довольно давно стоп-кодоны (участки ДНК, которые обозначают конец гена, и прерывают процесс считывания, аналогично символу "конец файла" в компьютере), и промоуторы (участки ДНК, которые, наоборот, означают начало гена, и запускают процесс считывания).

Но для того, чтобы процесс считывания был вообще возможен, участок ДНК нужно привести в рабочее состояние. Но кто и как это решает, какой именно участок ДНК активировать, и как это происходит - мы пока не знаем.

Вот когда для нас ВСЯ ДНК будет понятна (как программа для компьютера), вот только тогда мы и станем произвольно, по собственному желанию проектировать и синтезировать ДНК, а значит и организмы, с любыми свойствами.

Как изучают гены

Американские биологи частично расшифровали генетический механизм, отвечающий за формирование затейливого узора на крыльях одного из видов плодовых мушек. Как выяснилось, ключевую роль в этом играет ген wingless — многофункциональный регулятор ранних этапов индивидуального развития. На поздних этапах wingless остается почти не у дел, что и позволило некоторым мухам «кооптировать» его для раскрашивания крыльев. Сложность орнамента обеспечивается его тесной связью с эволюционно более древней генетической «разметкой» крылового зачатка, от которой зависит расположение жилок и механорецепторов на крыле.

Крыло куколки генно-модифицированной мухи D. guttifera. Ген зеленого флуоресцирующего белка был объединен с регуляторным элементом vs, ген красного флуоресцирующего белка — с элементом iv. Распределение зеленых и красных пятен в точности совпадает с распределением пятен и «теней» на крыльях диких D. guttifera. Этот результат показывает, что элемент vs управляет формированием пятен, а элемент iv отвечает за «тени».

Филогенетическое древо, показывающее родственные отношения между видами дрозофил с различными элементами узоров на крыльях. Самый сложный орнамент — у D. guttifera.

Исходно у дрозофил ген wingless экспрессировался вдоль поперечных жилок, но не работал у концов продольных жилок и в колоколовидных сенсиллах. В гене yellow не было регуляторного элемента vs, способного реагировать на активность гена wingless, а крылья не имели орнамента. Это исходное состояние сохранилось у D. melanogaster. Затем у общего предка групп D. virilis и D. quinaria появился элемент vs, что привело к формированию связи между экспрессией wingless и пятнами на крыльях. Первые темные пятна поэтому появились там, где исходно экспрессировался wingless — вдоль поперечных жилок.

После того, как пигментация стала зависеть от wingless, у эволюции появилась возможность создавать новые узоры, меняя экспрессию этого гена. wingless имеет сложную и пока еще слабо изученную систему регуляции, но в целом его работа ориентируется на базовую морфогенетическую «разметку» и ключевые «опорные точки» развивающегося организма. Эта привязанность гена wingless к «опорным точкам» сохранилась и в ходе дальнейших изменений его экспрессии в крыльях. У некоторых видов группы quinaria появились новые области экспрессии wingless на концах продольных жилок, что сопровождалось формированием соответствующих пятен. Только у одного вида — D. guttifera — орнамент крыльев усложнился еще сильнее за счет появления дополнительных областей экспрессии wingless в шести колоколовидных сенсиллах.

Получается, что замысловатый орнамент крыльев D. guttifera развился на основе существовавшего ранее сложного плана строения крыла. Авторы предполагают, что примерно таким же образом, отталкиваясь от «опорных точек» морфогенетической разметки крыла, сформировались узоры на крыльях и у других насекомых, включая бабочек. Но чтобы это доказать, придется еще немало потрудиться.

http://elementy.ru/news/431299