Международная группа, включающая российских ученых из, Сколковского института науки и технологий, ИППИ РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова, открыли механизм, который использует эволюция для того, чтобы избавляться от вредных мутаций. Работа была сделана в рамках коллаборации с сотрудниками Школы медицины Гарвардского университета, Университета Мичигана, а также учеными из Нидерландов.

В клетках человека и других живых организмов постоянно возникают мутации –случайные изменения в последовательности ДНК. Часть из возникающих мутаций с точки зрения эволюции являются вредными, такие мутации понижают вероятность того, что носитель данной мутации оставит потомство. Действие естественного отбора на вредные мутации позволяет убирать подобные мутации из популяций живых организмов. Один из важнейших вопросов в области эволюционной биологии — вопрос о том, насколько эффективно естественный отбор справляется с постоянным притоком вредных генетических изменений и какие механизмы лежат в основе этого процесса.

В новом исследовании ученые изучали механизмы, позволяющие естественному отбору эффективно удалять вредные мутации из популяций человека и плодовой мушки — дрозофилы (D. melanogaster). Оказалось, что эффект вредных мутаций зависит от присутствия в геноме других вредных мутаций. Чем больше вредных мутаций уже присутствует в геноме, тем более вредной оказывается каждая последующая мутация. Эти взаимодействия между вредными мутациями приводят к тому, что индивидуумы, несущие слишком много таких мутаций, значительно реже оставляют потомство. Благодаря тому, что носители большого количества вредных мутаций имеют гораздо более низкую вероятность оставить потомство, такие мутации удаляются из популяции быстрее, чем бы это ожидалось в отсутствие взаимодействий между мутациями. Подобная закономерность позволяет естественному отбору эффективно убирать вредные мутации из генома.

Полученные результаты помогают понять, как популяции живых существ, в том числе нашего собственного вида, противостоят накоплению вредных генетических изменений, возникающих в геноме каждое новое поколение.

Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Science.