Исключение из фундаментального правила. Ученые обнаружили микроорганизм с необычным генетическим кодом

Об этом пишет издание ScienceDaily .

Микроорганизм Oligohymenophorea sp. PL0344 был обнаружен в пресноводном пруду на территории Оксфордского университета в Великобритании. Открытие было сделано случайно во время испытания нового метода секвенирования ДНК, предназначенного для анализа очень малых количеств генетического материала.

Как сообщает Институт Эрлгема (Earlham Institute), исследователи обнаружили, что этот организм использует два стандартных стоп-кодона — TAA и TAG — для кодирования различных аминокислот. Первый отвечает за лизин, а второй — за глутаминовую кислоту. При этом TGA остается единственным обычным стоп-кодоном данного микроорганизма.

Обычно стоп-кодоны сигнализируют клетке о завершении синтеза белка. Ранее ученые полагали, что TAA и TAG эволюционируют согласованно: если они перестают выполнять функцию стоп-сигналов, то, как правило, начинают кодировать одну и ту же аминокислоту.

«Почти во всех остальных известных нам случаях TAA и TAG изменяются одновременно. Когда они не являются стоп-кодонами, каждый из них кодирует одну и ту же аминокислоту», — пояснил доктор Джейми Макгоуэн, который на момент открытия работал постдокторантом в Институте Эрлхэма.

Дополнительное исследование генома выявило специализированные гены транспортной РНК, связанные с этими кодонами. Это подтвердило, что необычный генетический код является особенностью самого организма, а не ошибкой секвенирования.

Ученые также обнаружили необычно большое количество стоп-кодонов TGA сразу после участков ДНК, кодирующих белки. По их мнению, эти сигналы могут выполнять резервную функцию и останавливать синтез, если рибосома продолжит считывать генетические инструкции за пределами нужного участка.

Исследователям не удалось установить, как именно сформировался такой генетический код. Однако открытие показало, что механизмы считывания генетической информации могут быть более гибкими, чем считалось ранее.

Дальнейшие исследования подтвердили, что необычные изменения генетического кода встречаются и у других инфузорий. В декабре 2024 года Макгоуэн и его коллеги опубликовали в журнале PLOS Genetics результаты исследования, в ходе которого были обнаружены три ранее не культивировавшихся вида инфузорий. У них кодон UAG, обычно сигнализирующий о завершении синтеза белка, по-видимому, кодирует лейцин.

Эти организмы были обнаружены в образцах, связанных с Северным Ледовитым и Южным океанами. Анализ геномных данных также показал, что у инфузорий *Hartmannula sinica* и *Trochilia petrani* кодон UAG, по-видимому, кодирует глутамин. Эволюционные сравнения свидетельствуют о том, что такие изменения возникали независимо по меньшей мере трижды.

В марте 2026 года исследователи из Института Эрлхэма и Оксфордского университета сообщили об очередном открытии, связанном с разнообразием одноклеточных организмов. Проанализировав всего семь некультивируемых клеток протистов группы Bodo, они выявили три ранее неизвестные эволюционные линии. Каждая из них была связана с отдельным видом бактерий, обитающих внутри организма.

Это исследование не выявило таких же изменений генетического кода, как у Oligohymenophorea sp. PL0344, но продемонстрировало, какой значительный объем биологического разнообразия остается неизвестным из-за ограниченного изучения организмов, которые трудно культивировать в лабораторных условиях.

Ученые отмечают, что изучение необычных генетических кодов помогает понять механизмы эволюции и причины стабильности генетических инструкций у большинства живых организмов. Эти знания также могут быть полезны для синтетической биологии, в рамках которой исследователи пытаются изменять генетические коды клеток и создавать белки с необычными свойствами.