Кто предупреждён — тот вооружён! берегите своё здоровье и здоровье своих близких!

      Комментарии к записи Кто предупреждён — тот вооружён! берегите своё здоровье и здоровье своих близких! отключены

«Дрожжи помнят о несчастной любви.»

Особый белок, накапливающийся в клетках дрожжей, не даёт им забыть о неудачных попытках полового процесса, и в дальнейшем, чтобы «раскрутить» такие клетки на половое размножение, их потенциальным партнёрам придётся потратить изрядное количество феромонов.

У дрожжей, кроме бесполого размножения, когда дочерняя клетка отпочковывается от материнской, есть и половой процесс — когда две клетки сливаются вместе, объединяя два генома в один. Сливаться могут не любые клетки, а гаплоидные (то есть не с двумя, а с одним набором хромосом), и притом разные по типу спаривания — грубо говоря, «разнополые» (хотя говорить о половой принадлежности дрожжей вряд ли стоит). Такие клетки выделяют особые химические вещества, которые может распознать клетка-партнёр. Если клетки нашли друг друга, они протягивают специальные выросты, и если выросты соприкоснулись, произойдёт слияние, за которым последует ряд довольно сложных процессов.

Но бывает так, что слияния не происходит, и все химические «признания в любви» и протягивание выростов оканчиваются неудачей. В этом случае, как пишут в журнале Cell исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, в дрожжах накапливается неактивная форма белка Whi3. Этот белок и так присутствует в клетке, но стоит дрожжам испытать любовную неудачу, Whi3 изменяет пространственную конформацию, причём изменённые молекулы заражают ею другие молекулы Whi3.

В итоге неактивный Whi3 образует агрегаты, которые сама клетка если и может разрушить, то с огромным трудом. Но самое интересное то, как такие агрегаты влияют на половое размножение: в следующий раз потенциальному партнёру придётся потратить гораздо больше феромонов, чтобы заинтересовать клетку, которая перенесла неудачную любовь. Если таких веществ окажется недостаточно, клетка просто не будет обращать внимание на призывы и продолжит размножаться бесполым способом, то есть простым почкованием.

Фактически у клетки формируется память о «несчастных любовях», и чем старше становится клетка, тем сложнее ей найти партнёра: число разочарований, знаете ли, со временем растёт, и белок накапливается, отбивая у дрожжей всякое желание «интима». Лишь в очень редких случаях клетке удаётся очистить свою память. Стоит также заметить, что к дочерним клеткам, образовавшимся в результате почкования, «груз памяти» не переходит, поэтому им не возбраняется участие в половом процессе.

Причину накопления такой памяти учёные объясняют следующим образом. Дрожжам приходится выбирать, размножаться быстро бесполым образом, но при этом снижать генетическую вариабельность популяции, или размножаться половым способом, увеличивая генетическое разнообразие потомства, но тратя на это много энергии. Когда клетка дрожжей чувствует феромоновый «любовный призыв», она отключает бесполое деление, готовясь к половой встрече. Но потенциальный партнёр может быть обманщиком, который таким образом тормозит размножение конкурентов. Поэтому клетка с каждым таким обманом поднимает ставку: потенциальный партнёр должен действительно доказать, что он намерен вступить в половое размножение, и доказать это он должен повышенным уровнем феромонов.

Любопытно, что нечто похожее происходит у дрозофил: когда самка по какой-то причине отвергает самца, в его синапсах появляются белковые отложения, которые, возможно, влияют на его дальнейшее брачное поведение. Не исключено, что и у высших животных есть подобный способ запоминания. Правда, в случае человеческих мозгов словосочетание «белковые отложения» вызывает неприятные ассоциации с болезнью Альцгеймера и прочими нейродегенеративными недугами. Было бы удивительно вдруг обнаружить, что нейродегенеративные процессы — это всего лишь вышедшие из-под контроля процессы памяти…

«Чтоговорят микробиологи о термофильных дрожжах»

Источник: http://www.chelpress.ru/newspapers/chelrab/archive/16-04-1999/1/A8372.DOC.shtml

На протяжении всей своейистории человечество пекло хлеб на хмелевой основе — на той самойтраве, что, как сорняк, растет повсюду и в достатке. Гениальноеоткрытие антибиотиков одарило в середине нашего столетиячеловечество термофильными дрожжами. Принципиально иная скоростьвыпечки, большой припек и объем — эти экономические преимуществаоказались столь привлекательны, что вкус и запах хлеба на хмелевойзакваске нашим современникам уже незнаком.

— В результате этого мывсе, грубо говоря, сегодня больны СПИД’ом — теми или иныминарушениями иммунной системы, — таково мнение главного врачачелябинского оздоровительного центра Виватон ОльгиЦирульниченко. — Термофильные дрожжи нашего основного продуктапитания уже несколько десятилетий проквашивают нашиммунитет.

Ольга Цирульниченкопояснила, что обычные пекарские дрожжи — это грибковая флора,выращенная искусственным путем, вырабатывает так называемыеафлотоксины. При выпечке грибки полностью не погибают, посколькуспособны выдержать и 500-градусную нагрузку и, попадая в организм,размножаются и атакуют флору кишечника, уничтожая ее. А споследствиями этого имеют дело врачи. Педиатры — с диcбактериозамидетей, с бесконечными аллергиями и простудами. Узкие специалисты -с гормональными нарушениями в разных вариантах. Более того, дрожжизакисляют кровь, меняя ее РН — параметр, хорошо знакомый нам порекламе, — с нейтрального на кислый. И начинаются сбоипищеварительной цепи, приводящие к самым разным диагнозам, потомучто выключенными в результате оказываются иммунныемеханизмы, от которых зависят жизнеспособность организма, еговозможность безопасно существовать в окружающем мире. Рассказы прочудеса адаптации человека практически к любым условиям — это прочудеса каждого из нас, но при условии сильного иммунитета.

— Хмелевая закваска тожеможет иметь бактерии (хмель не в безвоздушном пространстве растет)и иметь грибковую флору, но она не так устойчива к высокимтемпературам и при выпечке погибает, — рассказывает ОльгаЦирульниченко. — Это подтверждено исследованиями Харьковскогоинститута микробиологии: посев хмелевого и дрожжевого хлеба далрост грибков только у последнего. Первый оказался относительностерильным.

В прибалтийскихгосударствах, в странах Европы и в Москве бездрожжевой хлебвыпекается и пользуется большим спросом. Все, кто попробовал его,отмечают отсутствие кислого запаха. Этот хлеб пахнетхлебом, — говорят покупатели. Технология оказалась прочнозабытой, и хлебозаводу в содружестве с центром Виватонпришлось разрабатывать ее заново. Внешне бездрожжевой хлеб малопроигрывает своему собрату, а на вкус — лучше. Правда, и подорожепо причине большей растянутости процесса выпечки. Но, по мнениюврачей, употребление хмелевого хлеба позволит нам сэкономить навесьма недешевых витаминах и микроэлементах, особенно по весне,когда ноги совсем подкашиваются.

Хлеб да каша — пища нетолько наша. В основе пирамиды питания, построеннойВсемирной организацией здравоохранения, лежат именно хлебобулочныеизделия, (! читайте про ВОЗ по поиску) макароны и каши, а не овощи ине мясо. Это — основа питания, а значит, наших сил и здоровья.Особенно, если она к тому же еще и лечит, а не калечит.

Естественно, это опровергаютштатные хлебопёки. Отдел микробиологии Государственного НИИхлебопекарной промышленности. Они же, кстати, изобретают исовершенствуют эти самые химические термофильные дрожжи. Фактовмало, зато список литературы больше самой статьи, для солидности.Обратите внимание на список использованной литературы.

Собрали всё что нашли,только к их тексту она не имеет никакого отношения: http://www.sattva.ru/nutrition/yeast1.htm

Та же история, что и с НИИ мясомолочной промышленности, и большей части фармацевтики. Пытаются защищаться и оправдать вредительство.

Эволюция полового размножения удрожжей: надстройка меняется, базис остается
25.02.14 | Генетика, Биологияразвития, Эволюция, АлександрМарков | Комментировать
Рис. 1. Схемажизненного цикла пекарских дрожжей Saccharomycescerevisae. 1 —почкование, 2 —конъюгация (спаривание), 3 —образование четырех гаплоидных спор из диплоидной клетки в результатемейоза. Схема с сайта www.wynboer.co.za

Американские биологи обнаружили, что генные сети, регулирующие половое размножение, по-разному устроены у разных видов дрожжей. У обычных пекарских дрожжей и ряда других видов спаривание (слияние двух гаплоидных клеток в одну диплоидную) и мейоз (образование гаплоидных спор из диплоидной клетки) разнесены во времени, а в жизненном цикле преобладает диплоидная фаза. У других видов мейоз происходит вскоре после спаривания, и поэтому в жизненном цикле преобладает гаплоидная фаза. Как выяснилось, в первом случае спаривание и мейоз управляются двумя независимыми генетическими программами, а во втором эти программы слиты воедино, причем белки-регуляторы, необходимые для спаривания, стали необходимыми также и для мейоза, и наоборот. По-видимому, слияние управляющих программ происходило независимо в разных группах дрожжей, когда им становилось выгодно проводить большую часть жизни в гаплоидном состоянии.

Уорганизмов, размножающихся половым путем, в жизненном цикле обязательноприсутствуют два особых события – оплодотворение, в результатекоторого два гаплоидных генома объединяются в одной клетке, и редукционноеделение (мейоз), в ходе которого из диплоидной клетки получаютсягаплоидные.

Иногдаэти события тесно связаны и следуют одно за другим, а иногда — разнесеныво времени и происходят более или менее независимо. Первый вариантхарактерен, например, для животных (у которых оплодотворение следует замейозом), а также для многих одноклеточных, проводящих большую часть жизнив гаплоидном состоянии (в этом случае, наоборот, мейоз происходит сразу послеоплодотворения).

Примервторого варианта — пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisae, классическийлабораторный объект. Диплоидные клетки S. cerevisae могут долго размножатьсяпочкованием, производя дочерние диплоидные клетки. В определенных условиях(например, при голодании) диплоидная клетка претерпевает мейоз и производитчетыре гаплоидные споры. Из спор вырастают гаплоидные дрожжевые клетки,которые тоже могут размножаться почкованием, однако они, в отличие отдиплоидных клеток, способны еще и к спариванию (конъюгации). Гаплоидныедрожжи делятся на два пола (a и ?), причем спариваться могуттолько разнополые клетки. В результате спаривания получается диплоиднаяклетка, и цикл продолжается (рис. 1). Таким образом, уS. cerevisae между мейозом и оплодотворениеммогут быть долгие периоды бесполого размножения, а сами эти два события другс другом напрямую не связаны и регулируются разными генами.

По-другомуустроен жизненный цикл родственника пекарских дрожжей, патогенного гриба Candida lusitaniae. У этого вида большаячасть жизни проходит в гаплоидной фазе, а образовавшаяся в результатеконъюгации диплоидная клетка, как правило, не почкуется (или почкуетсянедолго) и вскоре приступает к мейозу.

Микробиологииз Брауновскогоуниверситета (США) решилиразобраться в причинах этого различия. Они сравнили экспрессию генов S. cerevisae и C. lusitaniae во время спаривания и мейоза. У S. cerevisae наборы генов, отвечающих за эти двапроцесса, четко различаются. Однако у C. lusitaniae,как выяснилось, разделение труда между двумя группами генов выражено намногослабее.

Вовремя спаривания у C. lusitaniae активируются не только гены, которыеу пекарских дрожжей отвечают за спаривание (включая гены MAPK-каскада, обеспечивающего реакцию клетки на половыеферомоны противоположного пола), но и некоторые гены, которые у S. cerevisae необходимы для мейоза, но вспаривании не участвуют. К числу таких «генов мейоза», активирующихся у C. lusitaniae во время спаривания, относятся SPO11, REC8 и IME2.

Вдиплоидных клетках C. lusitaniae,собравшихся приступить к мейозу, резко (более чем в четыре раза) возрастаетэкспрессия 618 генов. Самое интересное, что многие из этих генов у S. cerevisaeобслуживаютисключительно процесс спаривания, а в мейозе не участвуют (у S. cerevisae при мейозе возрастает экспрессияменьшего числа генов — 480). В частности, многие гены, упекарских дрожжей и других грибов отвечающие за реагирование на половыеферомоны, у C. lusitaniae почему-то активируются не толькопри подготовке к спариванию, но и в ходе мейоза. С другой стороны,некоторые гены, активирующиеся у S. cerevisae при спаривании или мейозе, у C. lusitaniae в этих ситуациях не активируются.Ключевой регулятор мейоза IME1 вообще отсутствует уC. lusitaniae.

Полученныефакты позволяют заключить, что генные сети, регулирующие спаривание и мейоз удвух видов, существенно различаются. Чтобы выяснить, имеют ли эти различияфункциональное значение, авторы приступили к изучению работы отдельных генов.

Ген IME2 (inducer of meiosis 2) являетсяключевым регулятором мейоза у S. cerevisae.Как и следовало ожидать, удаление этого гена у C. lusitaniae лишило диплоидные клетки способностик мейозу. Но это не всё: гаплоидные клетки C. lusitaniae без гена IME2 оказались неспособны кспариванию. Между тем у S. cerevisae ген IME2 на спаривание не влияет. Половыеферомоны необходимы пекарским дрожжам для регуляции спаривания, но не мейоза.Оказалось, что C. lusitaniae активно производят феромоны и в ходемейоза, и при спаривании. Ген STE12 кодирует транскрипционный фактор,играющий ключевую роль в регуляции полового поведения у S. cerevisae и многих других грибов. Его удалениеу C. lusitaniae лишило клетки не только способностик спариванию (этот результат был ожидаем), но и способности к мейозу, при томчто у S. cerevisae этот ген в мейозе не задействован.

Всясовокупность данных говорит о том, что у S. cerevisae есть две более или менеесамостоятельные генетические программы, одна из которых регулирует половоеповедение (спаривание), а другая — мейоз. У родственного вида C. lusitaniae эти две программы фактически слилисьв одну.

Авторыпроверили, влияет ли удаление гена STE12 на мейоз еще у трех близких видовдрожжей: Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris и Yarrowia lipolytica. Во всех трехслучаях никакого влияния выявлено не было (как и у S. cerevisae). Этозначит, что разделенность программ спаривания и мейоза, по-видимому, являетсяисходным (предковым) признаком данной группы грибов, а их слияние у C. lusitaniae —признак новоприобретенный (рис. 2).

Возможно,ключом к слиянию генетических программ послужила утрата транкрипционногофактора ?2. Об этом белке известно, что он не позволяетнекоторым генам, активным в гаплоидных клетках (в том числе генамMAPK-каскада, отвечающего за реагирование на половые феромоны), работатьтакже и в диплоидной фазе жизненного цикла. Предки C. lusitaniae утратили ?2, что даловозможность «генам спаривания» работать в диплоидных клетках. Это и позволилонекоторым из них взять на себя новую функцию регуляторов мейоза.

Слияниепрограмм спаривания и мейоза не является уникальной особенностью C. lusitaniae. Такое жеявление обнаружено у дальнего родственника рассматриваемой группы,Schizosaccharomyces pombe, чьи предки отделились от предковдругих дрожжей более 330 млн лет назад. У этого вида, как и у C. lusitaniae,транскрипционные факторы MAPK-каскада, необходимые для спаривания, необходимытакже и для мейоза.

Рис. 2. Вверху (a) —схема регуляции спаривания (Mating) и мейоза (Meiosis) у некоторых видовдрожжей. У Schizosaccharomyces pombe и Candida lusitaniae оба процесса регулируютсясовместно, с участием половых феромонов и белков MAPK-каскада, ииндуцируются голоданием. У Saccharomyces cerevisae два процесса регулируются поотдельности, а половые феромоны нужны только для спаривания. Внизу (b) —эволюционное дерево, показывающее, что совместная регуляция спаривания имейоза возникла уS. pombe и C. lusitaniae независимо. Справа отмечены галочками виды, у которых транскрипционныефакторы Ste11 и Ste12 необходимы не только для спаривания, но и длямейоза; крестиками —те, кому они нужны только для спаривания. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

По-видимому,слияние генетических программ спаривания и мейоза происходило в эволюциигрибов неоднократно. По мнению авторов, это могло быть связано с тем, чтонекоторым видам почему-то становилось выгодно большую часть жизненного циклапроводить в гаплоидной фазе (хотя в чем именно состоят преимущества инедостатки гаплоидности и диплоидности — вопрос дискуссионный, см.:S. P. Otto, A. C. Gerstein, 2008. The evolution of haploidy anddiploidy). Единая регуляция спаривания и мейоза у C. lusitaniae и S. pombe приводит к тому, что мейоз у нихобычно происходит вскоре после образования диплоидной клетки, и поэтомубольшую часть жизни эти грибы проводят в гаплоидном состоянии. Напротив, у S. cerevisae и других видов с разделеннымипрограммами спаривания и мейоза в жизненном цикле преобладает диплоиднаяфаза.

Исследованиееще раз показало, что в ходе эволюции может происходить радикальная перестройка(rewiring) генных сетей, регулирующих развитие того или иного признака, хотясам признак при этом не меняется. Другой пример — огромное разнообразиеспособов детерминациипола уразных организмов, хотя в итоге получается одно и то же: часть особейстановится самцами, часть — самками (впрочем, к дрожжам с их «полами» аи ? это как раз не относится).

Источник:Racquel KimSherwood, Christine M. Scaduto, Sandra E. TorresRichard J. Bennett. Convergent evolution of a fused sexual cyclepromotes the haploid lifestyle // Nature. 2014. V. 506. P. 386–390.

Прополовое размножение дрожжей см. также:
Дрожжи занимаются сексом не от хорошейжизни, «Элементы»,18.04.2012.

Проустройство MAPK-каскада (обеспечивающего реакцию дрожжей на половые феромоныпротивоположного пола) см. также:
Перекомбинирование фрагментов белковыхмолекул — быстрый способ создания новых признаков, «Элементы», 20.04.2010.

Дрожжи занимаются сексом не отхорошей жизни
18.04.12 | Эволюция, Генетика, Микробиология, АлександрМарков | Комментарии (33)
Рис. 1. Жизненныйцикл дрожжей Saccharomycescerevisae. Изображение с сайта upload.wikimedia.org

Эволюционные эксперименты, проведенные новозеландскими биологами, показали, что половое размножение не дает дрожжам преимуществ в стабильных благоприятных условиях, зато помогает адаптироваться к неблагоприятным (стрессовым) ситуациям. Увеличение темпа мутирования в 10 раз в благоприятных условиях не влияет на эволюцию дрожжей, в неблагоприятных — оказывается губительным для популяций, лишенных способности к половому размножению. Полученные результаты показывают, что половое размножение способствует одновременно и накоплению полезных мутаций, и отбраковке вредных.

Вопросо том, почему большинство живых существ предпочитает «дорогостоящее» половоеразмножение бесполому, — одна из любимых головоломокэволюционистов-теоретиков (см. ссылки внизу). В общем виде этазадача была решена, по-видимому, еще Августом Вейсманом в конце XIX века(A. Weismann, 1889. The significance of sexual reproduction in thetheory of natural selection, PDF, 2,8 Мб). Вейсман предположил, что сексувеличивает разнообразие потомства, тем самым повышая эффективность отбора,что позволяет организмам быстрее адаптироваться.

Сегодня,по прошествии века с четвертью, можно уверенно сказать, что гипотезаВейсмана, при всей ее расплывчатости, в целом подтвердилась. Однако попыткиее конкретизировать породили новые проблемы. Появилось несколькоконкурирующих теорий, которые по-разному оценивают влияние половогоразмножения на эффективность разных форм отбора. Одни модели, восходящие кидеям Рональда Фишера и Германа Мёллера, видят в сексе прежде всего способускоренного накопления полезных мутаций (повышение эффективностиположительного отбора). Другие, разработанные тем же Мёллером и Алексеем Кондрашовым, подчеркивают роль секса в отбраковкевредных мутаций (отрицательный отбор).

Поставитьэксперимент, который позволил бы разделить эти два эффекта, трудно, потомучто мы не умеем напрямую регулировать соотношение полезных и вредных мутацийу подопытных организмов. Можно, однако, регулировать его косвенно, меняястепень благоприятности условий среды. «Благоприятность» означает, чтоорганизмы очень хорошо приспособлены именно к такой среде, все их геныподогнаны к ней оптимальным образом. Поэтому в идеальных условиях вероятностьпоявления полезных мутаций будет минимальной. В неблагоприятной средечастота полезных мутаций должна быть выше (случайные перемены с большейвероятностью пойдут на пользу организму, если ему живется плохо). Чтокасается вредных мутаций, то они в обоих случаях должны возникать намногочаще, чем полезные. Однако их средняя «вредность», скорее всего, будетменьше, если условия благоприятны. Дело в том, что у организмов,как правило, есть большой запас прочности. Например, у дрожжей из6000 генов только 1000 абсолютно необходимы для выживания видеальных условиях, а все остальные нужны для борьбы с разного родатрудностями, то есть для жизни в неоптимальной среде (см. Зачем нужны «ненужные» гены, «Элементы», 22.04.2008). Ясно, чтомутации, нарушающие работу этих «дополнительных» генов, будут в среднем болеевредными в стрессовых условиях, чем в оптимальных.

Всеэти соображения были учтены Джереми Греем (Jeremy Gray) и Мэттью Годдардом(Matthew Goddard) из Оклендского университета (Новая Зеландия) при планированииэволюционного эксперимента, в ходе которого они попытались сравнить влияниеполового размножения на эффективность положительного и отрицательного отбора.

Вэксперименте использовались линии дрожжей, различающиеся по скоростимутирования и по способности к половому процессу. Наряду с обычными, «дикими»дрожжами, у которых средняя частота мутирования составляет 6,9·10–8 мутацийна пару нуклеотидов за поколение (в геноме дрожжей 1,2·107 пар нуклеотидов), использовалисьдрожжи с удаленным геном MSH2. Этот ген участвует в исправленииошибок в ДНК, поэтому его удаление привело к десятикратному ускорениюмутагенеза — до 7,3·10–7 мутаций на пару нуклеотидов запоколение.

Чтобылишить часть подопытных линий способности к сексу, авторы удалили у них двагена (SPO11 и SPO13), необходимых для мейоза. В результате получились«бесполые» дрожжи, не отличающиеся от обычных ни по скорости размножения, нипо другим существенным характеристикам, кроме способности к половомупроцессу. Дрожжи размножаются бесполым путем (почкованием), пока им хватаетпищи. Голодание стимулирует мейоз, в результате которого диплоидная дрожжеваяклетка превращается в четыре гаплоидные споры (рис. 1). Гаплоидныеклетки подразделяются на два пола (a и ?). Разнополые клеткисливаются попарно, образуя диплоидную зиготу, после чего цикл повторяется.Генно-модифицированные бесполые дрожжи при голодании тоже пытаютсяпревратиться в споры, но вместо четырех гаплоидных спор у них получаются дведиплоидные, вполне жизнеспособные и не нуждающиеся в слиянии с кем бы то нибыло.

Всего,таким образом, авторы получили дрожжевые клетки четырех типов:
1) Способные к половому размножению, с низкойскоростью мутирования.
2) Способные к половому размножению, с высокойскоростью мутирования.
3) Бесполые, с низкой скоростью мутирования.
4) Бесполые, с высокой скоростью мутирования.

Половинуподопытных популяций выращивали в благоприятных условиях (притемпературе 30°C в несоленой среде), остальные поместили в стрессовыеусловия (37°C, 1,17% NaCl). В общей сложности в экспериментеприняли участие 24 подопытные популяции: по три популяции каждого изчетырех типов эволюционировали в благоприятных и столько же —в стрессовых условиях. Эксперимент продолжался в течение300 бесполых поколений, между которыми были равномерно распределены11 раундов полового размножения. Все популяции одновременно подвергалисьголоданию, что стимулировало образование гаплоидных спор у обычных дрожжей идиплоидных — у бесполых.

Входе эксперимента авторы следили за тем, как меняется приспособленностьдрожжей по сравнению с предковым штаммом. Для этого подопытные дрожжисмешивали с предками в пропорции 1:1 и измеряли относительную скоростьразмножения эволюционировавшей популяции.

Вблагоприятных условиях ни способность к половому размножению,ни скорость мутагенеза не повлияли на ход эволюции. Приспособленность дрожжейвсех четырех типов лишь слабо колебалась и спустя 300 поколений осталасьна исходном уровне (рис. 2).

Этозначит, что полезные мутации, по-видимому, почти не возникали (как иследовало ожидать в благоприятных условиях), и положительному отборунечего было поддерживать. Результат соответствует общепринятому мнению, чтов оптимальных условиях отрицательный (стабилизирующий) отбор преобладаетнад положительным (движущим). Скорость мутирования, даже искусственноповышенная, вероятно, оказалась всё же недостаточной, чтобы вызватьгенетическое вырождение (снижение приспособленности) за 300 поколений.

Рис. 2. Эволюциячетырех разновидностей дрожжей в благоприятных условиях. По вертикальной оси —относительная приспособленность (по сравнению с предковым штаммом), по горизонтальной —поколения.Черная линия (Sex WT) — популяции с нормальнойскоростью мутирования, способные к половому размножению; зеленая (Sex mutator) —с повышенной скоростью мутирования, способные к половому размножению; красная (Asex WT) —с нормальной скоростью мутирования, бесполые; синяя (Asex mutator) —с повышенной скоростью мутирования, бесполые. Изображение из обсуждаемойстатьи в BMCEvolutionary biology

В неблагоприятныхусловиях картина получилась совсем другая (рис. 3).Приспособленность популяций испытывала резкие хаотические колебания, причинукоторых авторы не смогли внятно объяснить (что несколько снижаетдостоверность полученных результатов и их интерпретаций). На фоне этихскачков наблюдался общий рост приспособленности у дрожжей, способных кполовому размножению, — как у обычных, так и у «мутаторов».У бесполых дрожжей с низкой скоростью мутирования рост приспособленностибыл выражен намного слабее. Что же касается бесполых линий с повышеннойскоростью мутирования, то их приспособленность, начиная примерно с серединыэксперимента (150?го поколения), устойчиво снижалась: началосьгенетическое вырождение.

Рис. 3. Эволюциячетырех разновидностей дрожжей в неблагоприятных условиях. Обозначениякак на рис. 2. Изображение из обсуждаемой статьи в BMC Evolutionary biology

Ростприспособленности в череде поколений свидетельствует о накоплении полезныхмутаций. Очевидно, в неблагоприятных условиях случайные мутации действительнооказываются полезными чаще, чем в оптимальных. Эксперимент подтвердил, чтополовое размножение повышает эффективность положительного отбора, помогаянакапливать полезные мутации. Это видно из того, что обычные дрожжиприспособились к стрессовым условиям лучше, чем бесполые (черная и зеленаяпунктирные линии на рис. 3 проходят выше, чем красная и синяя).

То,что в неблагоприятных условиях у бесполых дрожжей-мутаторов началосьвырождение, говорит о том, что в такой ситуации отрицательный отбор уже немог справиться с отбраковкой вредных мутаций, и они начали накапливаться. Темвременем точно такие же дрожжи, но только способные к половому размножению,в таких же условиях быстро повышали свою приспособленность. Из этогоследует, что в неблагоприятных условиях важную роль играют обе формы отбора,причем половое размножение повышает эффективность обеих.

Этот выводсовпадает с результатами недавних экспериментов на червях C. elegans,в которых тоже было показано, что половое размножение одновременноспособствует и отбраковке вредных мутаций, и накоплению полезных (см. Опыты на червях доказали, что самцы — вещьполезная, «Элементы»,23.10.2009). Скорее всего, эти два эффекта взаимосвязаны, и их не следуетпротивопоставлять друг другу, как это пытались делать многие теоретики.Половой процесс перетасовывает гены, позволяя отбору «отделять зерна отплевел» — распространять гены с полезными мутациями, одновременноизбавляясь от генов с мутациями вредными. Это две стороны одной медали, икакая из них окажется более важной в данном месте и в данное время, можетзависеть от многих факторов, включая темп мутагенеза и благоприятностьусловий.

Еслипредложенные авторами интерпретации верны, то отсутствие вырождения убесполых дрожжей-мутаторов в благоприятных условиях объясняется только тем,что мутагенез у них был ускорен недостаточно сильно. Можно ожидать, что придальнейшем ускорении мутагенеза бесполые дрожжи будут вырождаться и воптимальных условиях, в то время как дрожжи, способные к сексу, при том жетемпе мутирования вырождаться не будут. Проверка этого предсказания могла быповысить достоверность выводов, сделанных авторами.

Источник:JeremyC. Gray, Matthew R. Goddard. Sexenhances adaptation by unlinking beneficial from detrimental mutations inexperimental yeast populations // BMC Evolutionary biology. 2012. V. 12. P. 43.

Дополнительные материалы:

Однажды в России: ГИБДДшники на дороге


Похожие статьи:

  • Общественное здоровье и здравоохранение

    001. Укажите определение здоровья, данное в Уставе ВОЗ: 1) здоровье – это состояние оптимального функционирования организма, позволяющее ему наилучшим…

  • Образование половых клеток

    МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ по дисциплине «Биология» для специальности060101 – Лечебное дело (очная форма обучения) К ПРАКТИЧЕСКОМУ…

  • Здоровья и счастливой жизни вашему питомцу!

    Вы приобрели морскую свинку. Для того, чтобы Вашей морской свинке жилось комфортно и счастливо мы разработали эту памятку о ее содержании. В первую…