Уникальный одноклеточный организм с двумя разными аминокислотами, кодируемыми стоп-кодонами

Нарушение универсального генетического правила

Как сообщает НВ — Техно: В одном из пресноводных прудов на территории Оксфордского университета в Великобритании был случайно обнаружен одноклеточный организм Oligohymenophorea sp. PL0344. Уникальность этого микроорганизма заключается в том, что он использует два стандартных стоп-кодона TAA и TAG для кодирования различных аминокислот, что противоречит общепринятому правилу генетического кода. Обычно эти два кодона либо функционируют как стоп-сигналы, либо кодируют одну и ту же аминокислоту в случае их рекодирования. В случае Oligohymenophorea sp. PL0344 TAA отвечает за лизин, а TAG - за глутаминовую кислоту. При этом кодон TGA сохраняет свою роль единственного классического стоп-сигнала.

Открытие произошло в ходе испытаний новой технологии секвенирования ДНК, позволяющей анализировать минимальные количества генетического материала. Исследование генома выявило специализированные гены транспортных РНК, функционирующих с кодонами TAA и TAG. Кроме того, после белок-кодирующих участков было найдено множество стоп-кодонов TGA, которые могут выполнять запасную функцию.

'Практически во всех известных случаях TAA и TAG изменяются синхронно. Если они не выступают в роли стоп-кодонов, оба кодируют одну и ту же аминокислоту.' Доктор Джейми Макгоуен

Дополнительные исследования выявили необычные изменения генетического кода у других инфузорий. В декабре 2024 года в журнале PLOS Genetics была опубликована статья о трех новых видах инфузорий, обнаруженных в Арктическом и Южном океанах, у которых кодон UAG, обычно являющийся стоп-сигналом, предположительно кодирует лейцин. В случаях Hartmannula sinica и Trochilia petrani этот кодон, по всей видимости, кодирует глутамин.

Сравнительный эволюционный анализ показывает, что такие изменения в генетическом коде возникали как минимум трижды независимо. В марте 2026 года ученые из Института Эрлхема и Оксфордского университета изучили семь некультивируемых протистов группы Bodo, выявив три ранее неизвестные эволюционные линии, ассоциированные с различными бактериями внутри организмов. Однако у этих протистов не было обнаружено изменений генетического кода, подобных Oligohymenophorea sp. PL0344.

Почему это важно

Исследование необычных вариантов генетического кода расширяет понимание эволюционных процессов и устойчивости генетической информации у большинства живых существ. Для русскоязычных специалистов это открытие может стать важным ориентиром в изучении генетической вариативности и адаптации организмов к различным экологическим условиям.

Кроме того, полученные знания открывают перспективы для синтетической биологии, позволяя модифицировать генетические коды клеток и создавать белки с нестандартными свойствами. Открытие Oligohymenophorea sp. PL0344 подчеркивает значимость фундаментальных исследований в области генетики и эволюции, которые могут привести к новым технологиям в биотехнологии и медицине, а также пересмотреть взгляды на стабильность и пластичность генетического кода.

В свете недавних открытий о генетических изменениях у одноклеточных организмов, стоит обратить внимание на другие исследования, которые выявляют необычные связи между вирусами и человеческими генами. Например, в одной из работ ученые нашли следы человеческого гена BC200 в геноме вируса контагиозного моллюска. Это открытие подчеркивает важность изучения генетической информации, которая может существенно изменить наше представление о взаимодействии между организмами. Подробнее об этом можно узнать в нашей статье.