Строение жизни основано на том, что последовательность ДНК кодирует белки через генетический код. Обычно комбинации из трех нуклеотидов (т. н. кодоны) либо указывают на одну из двадцати аминокислот, либо служат сигналом для остановки синтеза белка. Это правило считалось строго обязательным: каждый кодон имел одно определенное значение.

Но новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Беркли и опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, обнаружило микроорганизм, который игнорирует это правило.

Этот микроорганизм, архея Methanosarcina acetivorans, выглядит обычным метанообразующим организмом, но он по-разному интерпретирует один и тот же кодон UAG: иногда как стоп-сигнал для остановки синтеза белка, а иногда как код для редкой аминокислоты пирролизина. Такой «нестрогий» механизм трансляции противоречит классическому представлению о том, что любые отклонения в генетическом коде приводят к ошибкам и нефункциональным белкам.

Ученые заметили, что решение археи трактовать кодон UAG по-разному зависит от концентрации пирролизина в клетке: при его избытке кодон чаще переводится как аминокислота, а при низком уровне — как стоп-сигнал. Это означает, что организм способен гибко регулировать синтез белков в зависимости от внутренних условий, и при этом он не только выживает, но и процветает.

Это открытие расширяет понимание биологической гибкости генетического кода и потенциально может иметь значение для медицины. Например, оно дает представление о том, как можно вмешиваться в процессы распознавания стоп-кодонов в терапевтических целях, чтобы корректировать генетические заболевания, вызванные преждевременными стоп-сигналами (например, муковисцидоз).

Хотя это явление наблюдается у архей, а не у человека, оно показывает, что сама идея «жесткого» универсального генетического кода может быть не такой абсолютной, как считалось ранее.