Открыто совершенно новое правило биологии: клетки процветают в хаосе

Возможно, у биологии меньше правил, чем у многих других наук, однако у них есть около двух десятков "правил" — широких обобщений о поведении, природе и эволюции. Теперь команда из Университета Южной Калифорнии хотят добавить новое правило под названием "избирательно выгодная нестабильность" (SAI), исследующее, как нестабильность может на самом деле принести пользу клетке и клеточному организму, пишет Popular Mechanics.

Оборотная сторона этого "правила" заключается в том, что SAI также может быть ключевым фактором таких явлений, как болезни и старение, поэтому понимание этого процесса может помочь в исследовании этих биологических процессов.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Правила биологии

Правила и науки существуют во всех науках и помогают людям лучше понимать окружающий мир, будь то в космических масштабах или в субатомных. Однако в мире биологии все немного сложнее: природа часто полна биологических исключений, а потому "правила биологии" также считаются широкими обобщениями, а не абсолютными фактами, объясняющими и управляющими всей известной жизнью.

Некоторые из этих широких обобщений включают такие вещи, как:

• закон Аллена — формы тела у теплокровных животных адаптируются к климатическим условиям (короткие и коренастые помогают сохранять тепло в холодном климате, в то время как высокие и долговязые помогают рассеивать тепло в более теплом);
• правило Бергмана — виды широко распространенной клады, как правило, крупнее в более холодном климате и мельче в более теплом.

В общей сложности сегодня существует около двух десятков правил, описывающих все виды процессов в естественном мире. В новом исследовании команда из Университета Южной Калифорнии считают, что они готовы добавить новое правило.

Новое правило биологии

На первый взгляд, новое правило, известное как "селективно выгодной нестабильности" или SAI, кажется, бросает вызов основополагающим предположениям о жизни в целом и выступает против текущего предположения о том, что жизнь в целом жаждет стабильности и сохранения ресурсов.

Ученые обнаружили, что природа действительно стремится к стабильности, однако по словам молекулярного биолога Джона Тауэрса, нестабильность биологических компонентов, таких как белки и гены, на самом деле, вероятно, может быть полезной для клеток.

Команда обнаружила, что даже самые простые клетки содержат протеазы и нуклеазы и регулярно деградируют и заменяют свои белки и РНК, что указывает на то, что SAI необходим для жизни. Предполагается, что это может способствовать поддержанию как нормального гена и генной мутации в одной и той же популяции клеток, если нормальный ген благоприятен в одном состоянии клетки, а генная мутация благоприятна в другом состоянии клетки.

Эти состояния допускают большее генетическое разнообразие, что, в свою очередь, может сделать организмы более адаптируемыми. Многие компоненты клеток также способствуют короткой продолжительности жизни, так как это фактически способствует здоровью клеток. Это указывает на то, что SAI в этих компонентах является необходимой биологической функцией.

С другой стороны ученые признают, что у нестабильности есть множество недостатков. Например, процесс мутационной нестабильности требует энергии и может вводить вредные клетки, способствуют старению, а также могут вызвать другие типы повреждений и дисфункций.

Еще одним доказательством, подтверждающим повсеместность SAI и его кандидатуру в качестве нового "правила биологии", является то, что он возникает в других известных концепциях, включая теорию хаоса и идеи "клеточного сознания".