Исследователи реконструировали геном общего предка всех млекопитающих

Все современные млекопитающие, от утконоса до синего кита, происходят от общего предка, жившего около 180 миллионов лет назад. Мы мало знаем об этом животном, но теперь международная группа исследователей вычислительно реконструировала организацию его генома. Работа была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Наши результаты имеют важное значение для понимания эволюции млекопитающих и для усилий по охране природы», — делится Харрис Левин, заслуженный профессор эволюции и экологии Калифорнийского университета в Дэвисе и старший автор работы.

Исследователи использовали высококачественные геномные последовательности 32 ныне живущих видов, представляющих 23 из 26 известных родов млекопитающих. Среди них были люди и шимпанзе, вомбаты и кролики, ламантины, крупный рогатый скот, носороги, летучие мыши и ящерицы. Геномы курицы и китайского аллигатора также были включены в анализ в качестве групп сравнения. Некоторые из этих геномов создаются в рамках проекта «Биогеном Земли» и других крупномасштабных мероприятий по секвенированию геномов биоразнообразия.

Реконструкция показывает, что у предка млекопитающих было 19 аутосомных хромосом, которые контролируют наследование характеристик тела, помимо тех, которые контролируются сцепленными с полом хромосомами (они парные в большинстве клеток, всего их 38), плюс две половые хромосомы, отмечает Джоанна Дамас, первый автор исследования, научный сотрудник и постдоктор в Геномном центре Калифорнийского университета в Дэвисе.

Команда определила 1215 блоков генов, которые встречаются последовательно в одной и той же хромосоме в одном и том же порядке во всех 32 геномах. По словам Дамаса, эти строительные блоки всех геномов млекопитающих содержат гены, которые имеют решающее значение для развития нормального эмбриона.

Исследователи обнаружили у предка млекопитающих девять целых хромосом или фрагментов хромосом, порядок генов которых такой же, как в хромосомах современных птиц.

«Это замечательное открытие свидетельствует об эволюционной стабильности порядка и ориентации генов в хромосомах на протяжении длительного эволюционного периода — более 320 миллионов лет», — рассказывает Левин.

Напротив, области  между этими консервативными блоками содержали больше повторяющихся последовательностей и были более подвержены разрывам, перестройкам и дублированию последовательностей, которые являются основными факторами эволюции генома.

«Реконструкция генома предков имеет решающее значение для понимания того, где и почему селективное давление различается в разных геномах. Это исследование устанавливает четкую взаимосвязь между архитектурой хроматина, регуляцией генов и сохранением связей, — подчеркивает профессор Уильям Мерфи из Техасского университета A&M. — Это дает основу для оценки роли естественного отбора в эволюции хромосом на древе жизни млекопитающих».

Исследователи смогли проследить предковые хромосомы во времени от общего предка. Они обнаружили, что скорость перестройки хромосом варьирует между линиями млекопитающих. Например, в линии жвачных (ведущих к современным крупному рогатому скоту, овцам и оленям) перестройка ускорилась 66 миллионов лет назад, когда в результате удара астероида были уничтожены динозавры и появились млекопитающие.

Авторы говорят, что полученные результаты помогут понять генетику, лежащую в основе адаптаций, которые позволили млекопитающим процветать на меняющейся планете в течение последних 180 миллионов лет.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Википедия пользователя Funkmonk, Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Онколог О’Салливан: окружность талии более 86 сантиметров повышает риск рака

92 Около 70% случаев рака печени связаны с ожирением, утверждает британский онколог Шиван Сивакумар. Он …