Дослідження Каліфорнійського університету в Берклі, опубліковане в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, що архея Methanosarcina acetivorans порушує традиційне правило «один кодон — одне значення» у генетичному коді. Це відкриття демонструє несподівану гнучкість у процесі трансляції РНК у білки та відкриває нові перспективи для розуміння синтезу білків і регуляції генів.
Зазвичай кожна трійка нуклеотидів — кодон — однозначно кодує одну амінокислоту або сигналізує про завершення синтезу білка. Проте команда виявила, що у M. acetivorans кодон UAG не завжди працює як стоп‑сигнал. Іноді він інтерпретується як інструкція для включення рідкісної амінокислоти пірролізину, яка використовується археями для створення ферментів.
Розподіл Pyl в археях — © Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
Провідна авторка роботи Кеті Шалварджіан зазначила, що UAG може призводити до різних результатів залежно від умов. Коли пірролізин доступний у клітині, кодон частіше «читається» як інструкція для його включення, а коли його мало — спрацьовує як стоп‑сигнал. Це суперечить давній думці, що неоднозначність у генетичному коді є виключно шкідливою.
Співавтор Діпті Наяк наголосив, що біологічні системи виявляють більшу гнучкість, ніж вважалося, і ця властивість може бути функціональною. Для архей така здатність означає можливість швидко перемикатися між різними метаболічними шляхами залежно від навколишніх умов.
Хоча відкриття стосується мікроорганізму, воно може мати значення для медицини. Археї беруть участь у роботі людського мікробіому, допомагаючи печінці усувати токсичні метиламіни. Краще розуміння їхньої генетичної гнучкості може сприяти терапевтичному використанню, а механізм «перепризначення» стоп‑кодону може надихнути нові підходи в генній терапії, зокрема для лікування хвороб, викликаних передчасними стоп‑сигналами, як‑от муковісцидоз.