Эволюция не по Дарвину

Обнаруженный способ трансформации, передаваемый от белка к белку, в очередной раз нарушил центральную догму, в соответствии с которой носители трансмиссивных болезней должны содержать ДНК или РНК. Теперь в нее надо внести новую коррективу: возможность модификации, копирования и горизонтальной передачи наследуемой конформации белков.

Подводя общий итог сказанному, необходимо иметь в виду, что центральная догма не прекратила своего существования. Она продолжает отражать один из главных потоков информации, но утратила значение абсолютного правила. В ней становится все больше ограничений и поправок.

В 1988 г. американский генетик Джон Кэйрнс (Caims, 1988) повторил опыты Дури и и Дельбрюка и пришел к заключению, что условия, при которых они проводились, не давали основания для тех выводов, которые были сделаны. В них использовались слишком большие дозы вирулентного штамма вируса, который сразу убивал все бактерии, не обладавшие к нему устойчивостью, и, таким образом лишал их возможности выработать эту устойчивость. Если бы Лурия и Дельбрюк воспользовались умеренным фагом лямбда, они пришли бы к заключению, что бактерии приобретают устойчивость к фагу именно после вступления с ним в контакт. Когда Кейрнс снизил дозу вирусов до стрессовой, то доминирующими среди мутантов стали бактерии, которые обладали резистентностью и свидетельствовали о направленном приспособительном процессе. Представлению о неадаптивном, не совпадающем с направлением отбора характере мутаций был нанесен сильнейший удар. В конце статьи Кэйрнс высказал допущение, что каждая клетка может обладать механизмом для осуществления НПП.

Другая серия опытов проводилась Кэйрнсом с соавторами (Cairns, 1988; Cairns, Overbaugh, Miller, 1988) на той же кишечной палочке, но брались бактерии с мутацией в гене lacZ лактозного оперона, не способные расщеплять лактозу. Их помещали на 1–2 дня в среду с глюкозой, где клетки могли нормально делиться. Затем из общего числа бактерий удаляли всех мутантов lac* и переносили колонию в селективную среду только с одной лактозой. Первые дни мутанты отмирали, но уже спустя неделю рост колонии возобновлялся за счет вспышки реверсий именно в гене lacZ. Возникала адаптация к лактозе путем перестройки генома.

Опыты однозначно свидетельствовали о возможности отбор-зависимого направленного мутирования определенного гена под воздействием внешнего фактора. Как писали эти авторы, если клетка установила обратную связь от белка к тРНК, то «она может производить выбор, какие мутации производить» (Cairns, Overbaugh, Miller, 1988. P. 145). Подобный механизм был назван генетическим поиском (Чайковский, 1976).

Сходные результаты, но уже с использованием мутантов по генам, использования триптофана и сахара-салицина получил другой американский генетик — Барри Холл (Hall, 1988, 1990, 1992). Он же открыл адаптивные мутации у дрожжей, т. е. уже у эукариотных организмов. Ему удалось выяснить также, что массовые адаптивные мутации являются следствием транспозиции (перемещения) мобильных генетических элементов (Hall, 1988) и что в случае мутаций двух генов («двойных мутаций») их частота по сравнению с одиночными возрастает в 10⁸ раз (Hall, 1982). Понятно, сколь важное значение имеют эти данные для новой теории эволюции.

Число подобных публикаций множилось, стали появляться первые обзорные работы (Foster, 1993; Lenski, Mittler, 1993).