Цивилизация
Ученым вновь приходится пересматривать основы генетики и учения о наследственности. Американские генетики опровергли наделавшее шума открытие, совершенное всего лишь год назад. Калифорнийцы попросту не смогли воспроизвести результаты своих коллег из Индианы и пришли к выводу, что разрекламированный новый вид наследственности невозможен.
Как писал в 2005 году журнал Nature, группа исследователей во главе с Бобом Пруиттом из Университета Пердью в Уэст-Лафайетте (Индиана) открыли принципиально новый механизм наследования, противоречащий всем учебникам. Традиционно считается, что потомки получают генетический материал от родителей. Индианские эксперименты показали, что некоторые растения могут обращаться за генетической «помощью» к предыдущим поколениям «через голову» родителей и получать гены, отсутствующие у родителей, но имеющиеся в наличии у дедушек с бабушками.
Уже после Пруитта другая команда подтвердила его результаты.
Поэтому сомнению новая теория не подвергалась, пока ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе под руководством Стива Джейкобсена не заявили, что не могут повторить работу Пруитта.
Их доклад опубликован также в Nature. Объектом для экспериментов в обоих случаях — Пруитта и Джейкобсена — послужил вид излюбленного модельного растения генетиков арабидопсиса Arabidopsis thaliana, или кресс-салат.
Пруитт изучал растения с мутантными вариациями гена Hothead («горячая голова»). Причём такие, вследствие мутации гена у которых лепестки и листья оказывались неразделенными. По законам, сформулированным еще Грегором Менделем, потомки таких растений должны унаследовать дефектный ген. Однако на практике 10% растений несли одну или две нормальные копии гена, словно бы возвращаясь к генетической последовательности предков.
Как предположил Пруитт, растения «переписали» мутантный ген и привели его к норме, используя обратную транскриптазу.
Одно из предложенных объяснений состоит в том, что яйца или пыльца, соединяясь при оплодотворении, несут в РНК «резервный» запас генетической информации от одного поколения к другому. При определенных условиях, например при засухе, «заначка» может гипотетически использоваться, чтобы исправить мутировавшую ДНК.
Однако Джейкобсен и его сотрудники при попытке повторить эксперимент обнаружили, что потомство растений, вернувшее себе нормальный ген Hothead, содержало и другие контрольные гены, которые, не исключено, занесла пыльца с соседних растений.
По мнению Джейкобсена, опытные растения Пруитта с мутантной версией «горячей головы», скорее всего, опылились пыльцой с обычных растений без участия людей.
Когда его группа воспроизвела тот же эксперимент в условиях полной изоляции от любых других арабидопсисов, мутантные гены у потомков не исправились.
Для арабидопсиса характерно самооплодотворение, то есть одно и то же растение производит и яйцеклетки, и пыльцу. А мутация гена Hothead, предполагает калифорнийский генетик, может не только приводить к деформации цветков, но и повышать шансы на оплодотворение пыльцой от соседа.
Между тем исследование Пруитта произвело в свое время впечатление на специалистов в том числе своей дотошностью, аккуратностью и осторожностью в выводах, которым предшествовала неоднократная проверка. Поэтому сам Пруитт не согласен с новыми данными и публично возразил своему оппоненту в том же номере Nature.
Возможность загрязнения чужеродным материалом, по словам Пруитта, реально существовала лишь на начальных стадиях экспериментов, и ею нельзя объяснить позднейшие результаты.
Кроме того, догадки Джейкобсона не могут объяснить происходившее с растениями-потомками, обе копии гена «горячая голова» в которых оказались нормальными. Бесконтрольно перемещающаяся пыльца способна внести одну такую копию, но вторая-то должна попасть в цветок из яйцеклетки.
Разные результаты двух групп могут быть обусловлены какими-либо иными факторами — различиями в составе почвы и воды или в условиях роста растений. Лучшим решением, по мнению обоих ученых, было бы предоставить право на контрольные эксперименты независимым лабораториям, которые попробуют вырастить экземпляры арабидопсиса в полной изоляции.
Также необходимо найти биологический механизм, который позволял бы растениям исправлять их ДНК, — до сих пор конкретных свидетельств «резервного» РНК не обнаружено, подчеркнул Пруитт.