Ученые Колумбийского университета обнаружили, что бактерии способны создавать свободно перемещающиеся и недолговечные гены, что ставит под сомнение традиционное представление о том, что генетическая информация хранится исключительно в хромосомах. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Бактерии обладают защитной системой, которая включает обратную транскриптазу — фермент, синтезирующий ДНК на основе РНК-шаблона. Эта система может производить гены вне хромосом, и эти гены, хоть и существуют лишь временно, играют важную роль в защите клеток от вирусов.
Исследователи разработали новую методику, позволяющую идентифицировать ДНК, созданную обратной транскриптазой. Они обнаружили, что полученная ДНК представляет собой длинную повторяющуюся последовательность, созданную на основе короткого участка молекулы РНК, который сворачивается в петлю. Обратная транскриптаза многократно копирует эту петлю, создавая повторяющиеся гены.
Исследователи пришли к выводу, что эта временная ДНК, несмотря на свою нестабильность, кодирует важный белок, названный Neo, который участвует в противовирусной защите бактерий. Этот белок блокирует размножение вируса и защищает соседние клетки от заражения, что делает его ключевым элементом системы защиты.
Открытие переворачивает традиционные представления о геноме и генетической информации. Если подобные внехромосомные гены будут обнаружены у высших организмов, это может радикально изменить понимание генетики и физиологии. Исследователи уже начали применять методику для поиска таких генов у человека.