Биологи обнаружили в пещерах Сомали крайне необычную рыбу, в клетках которой отсутствует особая система, отвечающая за починку мелких мутаций в ДНК. Это делает солнечный свет смертельно опасным для нее, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
“Эти рыбы каким-то образом потеряли одну из самых древних частей системы починки ДНК, которая присутствует практически у всех живых существ. Что интересно, нечто подобное происходило только еще с одной группой животных – плацентарными млекопитающими. Это, как мне кажется, говорит о том, что наши предки жили в кромешной тьме”, — рассказывает Николас Фолкс (Nicholas Foulkes) из Технологического института Карлсруэ (Германия).
Крайне небольшое число людей на Земле, примерно каждый миллионный житель стран Европы, Америки и Азии, страдает от очень необычной болезни. Она, как сегодня считает часть историков, была причиной появления легенд о вампирах, “живых мертвецах” и прочих мифических существах, нападающих на людей по ночам и умирающих при дневном свете.
Речь идет о так называемой пигментной ксеродерме – редком генетическом заболевании, которое возникает в результате поломок в генах DDB, XPС, ERCC и ряде других участков генома. Все они связаны с поломкой мелких повреждений в ДНК, возникающих при появлении одиночных разрывов в ее спирали, связанных со столкновениями лучей ультрафиолета с различными молекулами в клетке.
Эти небольшие мутации делают свет Солнца смертельно опасным для подобных людей, так как даже непродолжительные прогулки на улице могут вызвать массовую гибель клеток кожи и привести к развитию самых агрессивных форм меланомы и других видов рака. Как правило, носители подобных генов не доживают до 18 лет, из-за чего их часто называют “детьми Луны” или “вампирами”.
Фолкс и его коллеги случайно открыли целый вид животных, страдающих от подобных проблем, изучая геномы рыб, живущих в пещерных водоемах. Многие из них приспособились к такой жизни совсем недавно, и изучение их ДНК, как надеялись ученые, должно было раскрыть секреты их эволюции и то, как работает естественный отбор.
Когда они приступили к изучению генома рыбки Phreatichthys andruzzii, живущей в пещерах Сомали, ученые натолкнулись на несколько больших неожиданностей и странностей. Во-первых, они обнаружили, что системы починки ДНК в клетках этих дальних родичей карпа никак не реагировали на повышения и понижения в уровне освещенности их аквариума, и всегда оставались в “выключенном” состоянии.
Во-вторых, когда ученые проанализировали структуру DDB, XPC и других генов, отвечающих за починку ДНК, они обнаружили, что все они были повреждены или “отключены” в результате изменений в структуре соседних с ними участков, влияющих на их читаемость.
Ни то, ни другое совершенно не характерно для других пещерных рыб – в противоположность этому, они очень резко реагируют на изменения в уровни освещенности и активируют гены, связанные с защитой генома от ультрафиолета, при появлении малейших намеков на свет.
В результате этого, как показали эксперименты ученых, икринки и мальки Phreatichthys andruzzii погибают буквально через несколько дней после их попадания на свет или при облучении даже небольшими дозами ультрафиолета.
Сейчас ученые планируют изучить другие системы починки ДНК у этих “рыб-вампиров”, не связанные с солнечным ультрафиолетом, и понять, есть ли аналогичные изменения в их работе. Кроме того, их интересует, почему часть из этих “антивампирских” генов, отвечающих за синтез ферментов-фотолиаз, была повреждена в ДНК предков человека и других млекопитающих.
