Российские генетики изучили работу генов космических мух

В 2014 году мухи-дрозофилы при помощи сотрудников Института медико-биологических проблем РАН и «Роскосмоса» поднялись намного выше обычного: на спутнике «Фотон-М4» они улетели в стратосферу и находились там 44,5 дня. А в этом году исследователи из лаборатории геномики ИМКБ СО РАН провели полногеномный анализ дрозофил, родившихся и выросших в невесомости, и выяснили, как сказалось отсутствие земного притяжения на работе их генов.

«За то время, пока мухи путешествовали по орбите, сменилось три поколения дрозофил, что дало учёным уникальную возможность изучить организмы, которые никогда не знали земного притяжения. Кроме того, это было уже второе поколение, выросшее в условиях невесомости, — рассказывает заведующий лабораторией геномики ИМКБ СО РАН кандидат биологических наук Степан Белякин. — Понятно, что за два поколения мухи не начнут эволюционировать, превращаться в "космических мутантов", но этого вполне достаточно, чтобы мы могли оценить то, что в биологии называется "нормой реакции" — некоторый диапазон, в котором организм откликается на условия обитания». Температура и состав воздуха, которым дышали дрозофилы контрольной группы на Земле были идентичны обстановке на орбите (если что-то менялось там, параллельно это же меняли внизу).

Для всех групп исследователи ИМКБ СО РАН провели полногеномный анализ. Оказалось, что изменения, хоть и не катастрофические, но наблюдались. Например, в числе прочих активность меняли гены, отвечающие за формирование хитиновой оболочки мухи — экзоскелета насекомых. Учёные нашли несколько таких генов. У космонавтов, которые долгое время находятся в космосе, происходят изменения экспрессии генов, отвечающих за формирование костей и опорно-двигательного аппарата, недавно завершились эксперименты на рыбках. Теперь исследователи показали, что отдаленно похожие процессы могут происходить и у дрозофил.

Все изменения, которые наблюдали учёные, пришли к норме в течение уже 12 часов, — говорит Степан Белякин. — А значит, можно предположить существование механизма, который регулирует гены в зависимости от силы тяжести (к тракому же выводу пришли учёные, изучавшие геном живших в невесомости рыб). Скорее всего, эффект не прямой: физиологическая нагрузка возросла, поскольку муха обрела вес, и это каким-то образом привело к активации генов. Вероятно, здесь имеет место какая-то физиологическая реакция, которая отразилась также и на активности генов. Учёные уверены, что этом эксперименте им удалось зафиксировать норму реакции, тот самый диапазон откликов организма на отсутствие силы тяжести.