Ген IRBP кодирует белок — переносчик светочувствительных пигментов, который работает в глазах у любых позвоночных животных. У беспозвоночных его нет, зато дальний родственник IRBP обнаружился у бактерий. По-видимому, именно от них общий предок позвоночных получил эту ДНК еще полмиллиарда лет назад.
Прокариоты легко обмениваются фрагментами ДНК во время горизонтального переноса генов, отличающегося от вертикальной передачи, от родителей потомству. Гораздо реже такой механизм встречается у животных, тем более у столь сложных, как позвоночные. Полное секвенирование ДНК человека позволило обнаружить не более 200 генов, которые могли быть позаимствованы у бактерий, а последующие исследования показали, что и из них большинство имеют вполне «животное» происхождение.
Однако недавно биологам удалось подтвердить бактериальную природу одного из этих генов — IRBP. Анализ последовательностей ДНК сотен видов живых организмов показал, что впервые он появляется у предков позвоночных и отсутствует у других животных. Это как раз свидетельствует о том, что некогда он был заимствован. Действительно, дальний родственник IRBP ученые выявили у бактерий среди генов, кодирующих некоторые белки семейства пептидаз. Об этом рассказывается в статье Мэттью Догерти (Matthew Daugherty) и его коллег, опубликованной в журнале PNAS.
Ген IRBP кодирует ретинол-связывающий белок 3 (RBP3), который работает в пространстве между светочувствительными клетками глаза и его пигментным эпителием. После того как молекула пигмента уловила фотон и перешла в форму другого изомера, запустив сигнал, RBP3 переносит его в эпителий, где пигмент восстанавливает прежнюю форму, а затем возвращает обратно в рецепторные клетки. Этот процесс играет важнейшую роль в работе зрения у всех позвоночных, но отсутствует у беспозвоночных животных.
Судя по данным, полученным Догерти и его соавторами, общий предок всех позвоночных мог получить соответствующий ген у бактерии, после чего начались изменение и адаптация его функций. У микробов он кодирует белок, участвующий в разложении и утилизации других белков. Однако у животных ген потерял эту активность, дважды дуплицировался, появившись в четырех копиях, и множество раз мутировал, став средством транспорта пигментных молекул.
Автор: Сергей Васильев