Антивірусні білки сімейства APOBEC виявилися здатні атакувати власну ДНК клітини, що могло привезти до різкого прискорення еволюції всього сімейства приматів. Таких висновків дійшли автори статті, опублікованої журналом .Білки сімейства APOBEC - цинк-залежні цистидиндеамінази, які перетворюють цитозин (Ц) нуклеїнових кислот на урацил (У). Це висококонсервативні ферменти, що беруть участь у багатьох клітинних процесах, включаючи регуляцію метаболізму ліпідів і антивірусний захист. Так, білки APOBEC3 виявляють в клітці одноланцюжкові ДНК, що майже напевно належать вірусам, і випадковим чином дезамінують їх цитозинові підстави, вносячи мутації, які зазвичай призводять до дезактивації генів. Однак у цієї активності є і зворотна сторона: показано, що активність APOBEC3 підвищена в швидко мутуючих клітинах пухлин.
Розвиваючи гіпотезу про широку участь APOBEC3 в процесах мутагенезу, професор Корнелльського університету Елон Кінан (Alon Keinan) і його колега Ерес Леванон (Erez Levanon) з ізраїльського Університету імені Бар-Ілана зазначили, що в сімействі приматів спостерігається швидке зростання різноманітності білків підсемейства APOBEC3. Колись єдиний ген APOBEC3 в результаті дупликацій і мутацій «розійшовся» в цьому сімействі сімома різними варіантами-паралогами. Вважається, що це пов'язано зі швидким зростанням числа і різноманітності вірусів, готових заражати приматів. Однак вчені припустили, що APOBEC3 можуть мати і «побічну» дію, модифікуючи не вірусний, а власний геном організму. Заміна цитозину на урацил у ДНК стимулює роботу наступної групи ферментів, що перетворюють урацил на тимін. Ці процеси могли набагато збільшувати частоту випадкових мутацій - і прискорювати еволюцію.
Автори провели пошук за відомими геномами людини та інших гомінід, включаючи шимпанзе, неандертальців і денисівських людей. Вчені шукали в них мутації, характер яких може вказувати на результати роботи деяких паралогів APOBEC3 - наприклад, білок APOBEC3G добре пов'язується з послідовністю трьох цитозинів поспіль (ЦЦЦ), останній з яких після такого впливу замінюється на тимін.
Загалом вдалося виявити понад 36,5 тис. таких характерних мутацій, можливо, пов'язаних з APOBEC3G. Більш того, ці зміни частіше зустрілися в важливих для роботи ДНК ділянках - в кодуючих білки генах або регуляторних послідовностях. «Ці результати демонструють, що індуковані APOBEC3G мутації зробили внесок в еволюцію всіх вивчених нами геномів», - пишуть вчені. Такою самою дією можуть мати й інші білки APOBEC3, різко підвищуючи мінливість ДНК: Елон Кінан зауважує, що «геном типового новонародженого несе близько 70 мутацій, але всього один з цих білків потенційно здатний внести тисячі нових».
Варто згадати, що еволюційну розбіжність окремих кладів живих організмів оцінюють за різницею в послідовностях їх ДНК: багато даних вказують на те, що швидкість накопичення генетичних змін на великих проміжках часу приблизно постійна. Однак відкриття механізмів «прискорення» цих мутацій, подібних до дії білків APOBEC3, змушує задуматися про те, наскільки коректні такі оцінки насправді.