Поедая добычу, ты присваиваешь ее ДНК: вышел проект Science о геноме млекопитающих

Журнал Science выпустил Zoonomia Project – масштабный проект, посвященный геномам млекопитающих, сообщает сайт ScienceNews. Более 100 ученых из разных стран опубликовали результаты 11 исследований, в ходе которых были проанализированы геномы 240 млекопитающих начиная с толстохвостого карликового лемура и заканчивая человеком.

Сопоставив ДНК этих млекопитающих между собой, ученые обнаружили, что, несмотря на все различия, в них существуют совершенно идентичные фрагменты геномов. Эти участки, сохраняющиеся неизменными на протяжении всей эволюции, примерно 100 миллионов лет, как полагают исследователи, «делают что-то важное». Что касается фрагментов с большим количеством изменений, то они любопытны тем, что позволяют понять, как тот или иной вид адаптируется к окружающей среде.

Случай Балто: как геном помог собаке стать национальным героем

Одна из статей посвящена геному Балто – ездовой собаке, которая прославилась тем, что в 1925 году доставила в поселение Ном на Аляске, где разгорелась эпидемия дифтерии, сыворотку и тем самым спасла местных детей. Из-за снежной бури самолеты не летали, так что последние 1085 километров пути лекарство из Анкориджа везли на собачьих упряжках. Сибирский хаски Балто вел упряжку последние 50 километров пути и, несмотря на неопытность, буран и незнакомую местность, прекрасно справился с ролью вожака. В итоге дети были спасены, а Балто стал национальным героем.

Авторы нового исследования изучили ДНК Балто, извлеченный из его останков, и объяснили, какие физические особенности пас позволили ему совершить подвиг. Геном Балто показал, что его носитель принадлежал к генетически здоровой и очень выносливой популяции собак, мало затронутой инбридингом, его ДНК несла мало потенциально вредных мутаций. Организм Балто очень хорошо переваривал крахмал. У него также имелись варианты генов, связанные с развитием костей и кожи, благодаря чему подушечки на лапах у него были не столь уязвимы перед морозом и гололедом.

«Прыгающий ген»: человек есть то, что он ест

Другое исследование рассказывает о так называемых «прыгающих генах», или транспозонах, – так называются участки ДНК, способные к передвижению и размножению в пределах генома. В рамках проекта Zoonomia генетики изучили, насколько подвижен геном у млекопитающих и как на это влияет рацион. Из всех изученных животных самым насыщенным «прыгающими генами» оказался геном трубкозуба – почти 75% генома у него «прыгает». Трубкозуб – некрупное млекопитающее, единственный сохранившийся представитель своего отряда, напоминающий удлиненной мордой свинью, длинными ушами – зайца, а мускулистым хвостом – кенгуру.

Кроме того, отличаются в этом смысле и плотоядные млекопитающие: по сравнению с растительноядными они, как правило, накапливают больше одного типа прыгающих генов. Этот удивительный факт может объясняться тем, что хищники, возможно, каким-то образом получают ДНК от съеденной добычи. То есть от рациона животного зависит эволюция его генома.

Медуллобластома: поиски генов, вызывающих рак

Еще одно исследование посвящено генам, вызывающим рак у человека. У онкобольных мутации бывают разбросаны по всему геному, и по мере развития рака они, как правило, накапливаются. Однако идентифицировать изменения, которые важны для запуска и развития болезни, непросто. Авторы Zoonomia изучали мутации, возникающие при медуллобластоме, злокачественной опухоли головного мозга, которая в основном встречается у детей.

Исследователи искали мутации в участках генома млекопитающих, которые обычно не изменяются. Так как эта ДНК является общей для сотен видов млекопитающих, она, скорее всего, важна для здоровья, а любые сбои в ней могут иметь такие серьезные последствия, как рак. Выявление этих потенциально проблемных мутаций могло бы помочь в идентификации подозрительных генов и поисках методов лечения.

Об остальных исследованиях можно прочесть на сайте zoonomiaproject.