В журнале Nature Plants вышла работа ученых из Института молекулярной физиологии растений Общества Макса Планка. Они показали, что быстрая репарация, то есть восстановление разрывов в ядерной ДНК растений, играет важную роль в защите от внедрения чужой ДНК из хлоропластов — зеленых структур, отвечающих за фотосинтез.
Такой перенос может происходить естественным путем и даже быть полезным с эволюционной точки зрения. Но если вставка хлоропластной ДНК случается в неподходящее время и не в том месте, она способна нарушить работу важных генов и вызвать генетические сбои.
Чтобы выяснить, как именно клетки контролируют этот процесс, исследователи провели эксперимент на растениях табака. Они отключили два пути репарации, которые обычно помогают быстро закрывать разрывы в ДНК. Затем проследили за более чем 600 000 саженцев и обнаружили: без этих «ремонтных систем» перенос чужой ДНК происходил в 10−20 раз чаще. Поврежденная ДНК оставалась уязвимой дольше, и хлоропластные фрагменты успевали встраиваться в ядро.
Авторы предполагают, что такие механизмы характерны не только для растений. Похожие процессы могут происходить у животных и людей, особенно в условиях стресса или болезней. Это важно для понимания нестабильности генома, в том числе при раке, где подобные вставки чужой ДНК уже были замечены.
Открытие подчеркивает, насколько критично для клеток уметь быстро устранять повреждения ДНК — не только ради восстановления, но и для защиты от ненужных вмешательств.
Иногда природа действует как инженер и точно рассчитывает форму — не только на уровне ДНК, но и в лепестках цветов. Как выяснилось, даже розы подчиняются строгим математическим законам роста — об этом вы можете узнать в этой статье.