КСТАТИ о молекулярной эволюции

Во второй день фестиваля «КСТАТИ: трансформация» о значении молекулярной эволюции для медицины студентам института естественных наук и математики УрФУ рассказал Михаил Гельфанд.

По последовательности белков в ДНК мы можем определить, насколько близки или далеки друг от друга разные виды организмов. Например, так мы выяснили, что ближайшими родственниками китов являются бегемоты. Сравнение последовательностей так же показывает, как давно разошлись виды и в каких ареалах происходили генетические трансформации.

Кроме того, по анализу белковых последовательностей можно анализировать и физиологию. «Например, если ты животное и хочешь плавать в воде, тебе необходимо запасать кислород. Известен белок миоглобин (дальний родственник гемоглобина), который запасает кислород в мышцах. Казалось бы, необходимо сделать больше миоглобина в клетке и тогда ты можешь долго плавать в воде. Но такое невозможно, так как большое количество белков в клетке будет для неё токсично. Белки просто слипаются в огромные конгломераты. Поэтому необходимо отталкивание белков друг от друга, поэтому есть поверхностный заряд на миоглобине. Чем больше животное, тем выше этот поверхностный заряд на белке (большой у китов, у ластоногих, бобра и ондатры)», — отметил эксперт.

Особенность этого белка заключается в том, что у него консервативная пространственная структура, мы можем посчитать поверхностный заряд через количество заряженных аминокислот на поверхности. А зная поверхностный заряд этого белка и массу тела животного (который восстанавливают археологи), можно вычислить продолжительность вдоха животного, переходных форм от бегемотов до китов. А это значит, мы можем проследить их переход с суши в воду.

Но такая методика позволяет отслеживать и изменения вирусов, например. Так мы знаем, что человек «получил» от обезьян вирус, который мы сейчас называем ВИЧ, примерно в 1930-ых гг. Можно даже посмотреть, как менялись вирусы и болезнетворные бактерии внутри одного пациента. Это важно для создания лекарств.

Организатором фестиваль науки «КСТАТИ: трансформация» выступает сеть Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ) при поддержке Госкорпорации «Росатом» и Администрации города.

Фестиваль проходит в Екатеринбурге третий год подряд и продлится до 13 октября. Интеллектуальный партнёр фестиваля – издательство «Альпина нон-фикшн».

Более подробно с новостями и предстоящими событиями фестиваля можно познакомиться на сайте.