Ускорение эволюции генома: новая система имитирует десятилетия изменений за недели

Команда из Токийского университета разработала систему для контроля и ускорения эволюции изменений в структуре бактериального генома. Эта система нацелена на небольшие «прыгающие гены» или последовательности ДНК, известные как последовательности вставки (IS). Исследование устраняет разрыв между изучением прошлой эволюции и наблюдением за генетическими изменениями в реальном времени в лаборатории. Исследователи часто изучают бактериальные геномы из-за их управляемого размера и консистенции. Известно, что последовательности вставки (IS) «прыгают» или изменяют положение внутри генома, что приводит к эволюционным изменениям. Эти изменения могут приводить к мутациям, инверсиям или изменениям размера и идентичности генома. Чтобы ускорить эти изменения, команда ввела множественные копии IS с высокой активностью в Escherichia coli (E. coli). Всего за 10 недель тестовые организмы накопили изменения, аналогичные тем, которые происходят в природе в течение десятилетий. Это включало около 25 новых вставок мобильных генетических элементов и изменение размера генома на 5%. Высокая активность IS привела к структурным вариантам и появлению составных транспозонов. Это проливает свет на потенциальные эволюционные пути для IS и составных транспозонов. Результаты предоставляют ценную информацию для изучения эффектов вставок IS и изменений размера генома. «Неожиданно», - сказал Юки Канай, - исследование также пролило свет на эволюцию самих транспозонов. Канай надеется применить эту систему к более широким вопросам, таким как понимание условий, при которых развивается сотрудничество между бактериями или между бактериями и их хозяевами.