Science: выносливость лошадей нарушает обычные геномные правила

Ученые из Университета Джонса Хопкинса выявили редкий случай генетического перекодирования у лошадей, ослов и зебр, который усиливает их метаболизм кислорода и выработку энергии. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Лошади известны своей невероятной выносливостью и способностью потреблять кислород в больших количествах.

Приблизиться к таким показателям не могут даже элитные спортсмены-люди. До сих пор было неясно, какие генетические механизмы стоят за этим феноменом. Новая работа показала, что "секрет" выносливости лошадей заключается в гене KEAP1. Он регулирует важные процессы, связанные с обменом веществ и защитой клеток от окислительного стресса.

Ученые объяснили, что в ДНК часто встречаются так называемые стоп-кодоны — специальные "сигналы остановки", которые дают клетке команду завершить синтез белка. У большинства организмов, если такой стоп-кодон появляется слишком рано, синтез белка прекращается, и он не выполняет свою функцию. Однако у лошадей стоп-кодон в гене KEAP1 не останавливает синтез, а вместо этого интерпретируется как обычная аминокислота – цистеин.

Этот механизм позволяет лошадям вырабатывать полноценный белок KEAP1, который управляет процессами защиты клеток и обмена веществ. Это усиливает их способность перерабатывать кислород и эффективно использовать энергию.

Исследователи выяснили, что подобное "перекодирование" стоп-кодона возможно благодаря изменениям в других клеточных механизмах, включая специфические белки, участвующие в трансляции (процессе создания белков). Такие изменения появились у лошадей в ходе эволюции, позволив им превратить потенциально вредную мутацию в преимущество.