После миллионов лет жизни в постоянной темноте вид слепых пещерных рыб, обитающий только в Сомали, утратил древнюю систему восстановления ДНК. Эта система восстановления ДНК, обнаруженная в организмах, включая бактерии, грибы, растения и большинство других животных, использует энергию видимого света для восстановления повреждений ДНК, вызванных ультрафиолетовым (УФ) светом.
Выводы, опубликованные в журнале Current Biology 11 октября, интригуют отчасти потому, что ранее было известно, что только у плацентарных млекопитающих, включая людей, отсутствует эта система. Исследователи говорят, что это открытие поддерживает теорию «ночного узкого места», согласно которой предки современных млекопитающих вели подземный или исключительно ночной образ жизни, чтобы не быть съеденными динозаврами.
«Мы обнаружили у одного из видов слепых пещерных рыб утрату древней системы репарации ДНК, которая отличается высокой степенью консервативности», - говорит Николас Фоулкес из Технологического института Карлсруэ, Германия. «Любопытно, что единственными другими животными, у которых ранее не было фотореактивационной репарации ДНК, являются плацентарные млекопитающие. Таким образом, то, что мы наблюдаем у этого вида пещерных рыб, может быть первым этапом процесса, который происходил раньше у наших предков в мезозойскую эру».
Команда Фоулкеса, включая первого автора Хайю Чжао, в сотрудничестве с Кристиано Бертолуччи из Университета Феррары, Италия, заинтересована в понимании эволюции в экстремальных условиях окружающей среды и особенно изменений в системах репарации ДНК. Пещерная рыба, известная как Phreatichthys andruzzii, представляла собой идеальную модель для их исследований, поскольку она жила без какого-либо воздействия ультрафиолетового или видимого солнечного света более 3 миллионов лет.
Исследователи обнаружили, что P. andruzzii несет мутации, которые нарушают функцию основных генов репарации ДНК. У него также отсутствует регулирующий энхансерный элемент, который координирует и усиливает репарацию ДНК в ответ на солнечный свет у других видов путем включения других генов.
Фоулкс говорит, что другие виды пещерных рыб, которые не были изолированы в своей пещерной среде до тех пор, пока P. andruzzii демонстрируют нормальные или даже усиленные механизмы фотореактивации. Таким образом, новые результаты «подчеркивают более высокий уровень адаптации у P. andruzzii по сравнению с другими видами пещерных рыб».
Выводы подтверждают, что современные млекопитающие когда-то жили во тьме.
«Многие особенности современных млекопитающих, такие как анатомия и функции глаз, демонстрируют признаки ночного образа жизни», - говорит Фоулкс. «Это означает, что теперь мы можем более уверенно предсказать, что предки млекопитающих пережили длительный период эволюции в полной темноте."
Исследователи говорят, что планируют изучить другие системы репарации ДНК у пещерных рыб. Им также любопытно исследовать связи между циркадными часами и восстановлением ДНК, оба механизма зависят от солнечного света для нормального функционирования.