Прекрасный, увлекательный и часто озадачивающий мир вокруг нас
Мир вокруг нас растёт из сложных взаимодействий миллионов элементов. Учёные работают, чтобы понять и описать части этих систем и их взаимодействия.
Понимание науки зависит от вопросов, которые мы задаём
Наблюдение за миром с разных точек зрения и постановка вопросов с разнообразных позиций помогают нам распознавать и понимать биологическую сложность. Наука и наш опыт говорят нам, что разнообразие в исследованиях ведёт к более интересным вопросам и инновационным решениям. Но разнообразие в исследованиях находится под угрозой.
Важный шаг вперёд в современной биологии
Одним из значительных достижений в современной биологии, особенно в мире современной генетики, стало осознание того, что гены гораздо сложнее, чем мы думали 20 лет назад. Когда в 2001 году был впервые секвенирован геном человека, учёные обнаружили, что ДНК каждого человека содержит около 20 000 генов. Ранее предполагалось, что их от 80 000 до 100 000.
Это резкое сокращение может показаться шагом назад в сложности, но меньшее количество генов означает, что они должны быть более сложными, чтобы выполнять множество ролей и функций. Учёные исследуют регуляцию генов, используя плодовую муху (Drosophila melanogaster) в качестве модельного вида — нечеловеческий вид, который изучается для того, чтобы узнать больше о других организмах.
Неожиданные открытия в исследованиях регуляции генов
Наша исследовательская группа обнаружила, что у плодовых мух копии генов на отдельных хромосомах физически взаимодействуют, чтобы модулировать регуляцию друг друга. Это означает, что хромосомы не независимы: они совместно регулируют в зависимости от структуры генома, или, как мы называем, архитектуры хромосом.
Эта форма межхромосомной регуляции генов, называемая трансвекцией, была впервые описана в 1950-х годах, но в значительной степени неизвестна. Её потенциальная роль в формировании биологической сложности недооценена, поскольку её эффекты часто (но не всегда) тонкие и обычно затмеваются «типичными» механизмами регуляции генов вдоль одной хромосомы, цис-регуляцией.
Исследования трансвекции
Наше исследование трансвекции фокусируется на тонких различиях между индивидуумами и средами. Слишком часто в биологии предполагается, что явления просты, однородны и дискретны. Классический пример, который преподаётся на уроках биологии в средней школе, демонстрирует это мышление. Австрийский биолог Грегор Мендель изучал генетику на горохе, чтобы предложить доминантные и рецессивные наследственные признаки. Его данные были слишком чистыми, слишком хорошими, чтобы быть правдой: горох Менделя был либо морщинистым, либо круглым, жёлтым или зелёным.
Генетика работает более сложным образом: подумайте о цвете глаз. Наши глаза не являются дихотомическими коричневыми или голубыми. Цвет варьируется в спектре оттенков синего, зелёного, серого, орехового и коричневого.
Важность разнообразия в исследованиях
Наше исследование в области стрессовой биологии привело к аналогичным выводам; разнообразные ответы являются нормой, и признание этой изменчивости абсолютно необходимо для понимания системы. В наших исследованиях метаболизма мы неоднократно обнаруживали значительные и существенные различия между самцами и самками.
Например, в недавних неопубликованных данных мы обнаружили, что различия между ответами самцов и самок плодовых мух на токсичность металлов были такими же большими, как мы ожидали бы увидеть между разными видами. Прошлое общепринятое мнение в этой области предполагало, что биология у двух полов взаимозаменяема, а самки по сути являются просто гипервариабельными самцами.
Наше исследование показывает, что для понимания биологии нам необходимо выявлять, ценить и изучать эти тонкие различия, чтобы проводить более тщательные научные исследования.