Испанские ученые выяснили, что хроматин — нуклеопротеид, состоящий из ДНК и белков, — появился впервые у общего предка эукариот 1–2 млрд лет назад. Вероятно, сначала он выполнял только защитную функцию у архей и эукариот. Однако у последних он начал также участвовать в регуляции генов. Статья опубликована в журнале Nature Ecology and Evolution.
В ядре клетки ДНК обернута вокруг структурных белков — гистонов. Вместе они образуют нуклеопротеид хроматин, задача которого — защищать генетический материал и регулировать работу генов. Гистоны есть как у эукариот (организмов, клетки которых содержат ядро), так и у архей (одноклеточных микроорганизмов, не имеющих ядра, однако отличающихся от бактерий рядом биохимических особенностей). Ученые из Центра геномной регуляции Барселоны обнаружили, что впервые хроматин возник у древних микроорганизмов 1–2 млрд лет назад.
Исследователи обнаружили, что у архей отсутствует механизм, необходимый для модификации гистонов. Это позволяет предположить, что их хроматин играет только структурную роль и не регулирует работу генов. При этом у древних эукариот, вероятно, существовали белки, модифицирующие гистоны.
«Наши результаты подчеркивают, что структурная и регуляторная роль хроматина так же стара, как и сами эукариоты, — говорит первый автор исследования Ксавье Грау-Бове. — Теперь мы немного приблизились к пониманию происхождения хроматина благодаря способности сравнительного анализа раскрывать эволюционные события, которые произошли миллиарды лет назад».
Исследователи реконструировали ДНК, принадлежавшую последнему общему предку всех эукариот. Этот организм имел десятки генов, модифицирующих гистоны. По мнению ученых, хроматин мог возникнуть для защиты ДНК в результате эволюционной «гонки вооружений» с вирусами. Позже хроматин начал принимать участие в сложной регуляции генов.
Теперь ученые планируют исследовать ферменты, модифицирующие гистоны у асгардских архей, которых часто называют эволюционной ступенью между археями и эукариотами. Существуют доказательства того, что некоторые из этих организмов имеют гистоны, очень похожие на эукариотические, что может быть результатом конвергентной эволюции.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
