Международная команда ученых определила генетические механизмы эволюции жвачных животных от оленька до крупного рогатого скота с помощью выявления перестроек в горячих точках хромосом. Статья об этом опубликована в журнале Genome Research, относящемся к первому квартилю.
Метод позволил установить, как происходила хромосомная перестройка у жвачных, — другими словами, как менялись гены в горячих точках (так называются участки хромосом, которые в ходе эволюции подвергаются трансформации, в отличие от холодных точек, сохраняющих блоки генов в нетронутом виде). Выяснилось, что эти изменения влияют на регуляцию целых групп физиологически важных генов, в частности, отвечающих за пищеварение, которое является характерным для всего подотряда жвачных, принадлежащих к отряду парнокопытных, и отличает их от других животных.
«У жвачных животных сложная система пищеварения, которая стала такой в процессе эволюции. Известно, что предки всех млекопитающих — насекомоядные, имеющие много общего с хищниками. Еду они практически не пережевывают, переваривают очень быстро, поэтому питаться им надо часто. У жвачных процесс пищеварения гораздо более длительный, желудок состоит из четырех отделов, и переваривание происходит в четыре этапа. Хотя, вероятно, и жвачные животные когда-то питались “тем, что бегает”. И сегодня в Юго-Восточной Азии обитает оленёк — самое маленькое и самое древнее жвачное животное в мире — он ест крабов, мышей. В новости, которая вышла недавно, к хищникам причислили кабаргу, но она, несмотря на наличие клыков, питается исключительно растительной пищей, в частности листьями и мхом», — рассказывает соавтор статьи, руководитель научного направления Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН доктор биологических наук Александр Сергеевич Графодатский. Под его руководством геномы парнокопытных в новосибирском Академгородке начали изучать почти 40 лет назад.
Сегодня для исследования геномов в ИМКБ СО РАН используют метод хромосомной живописи (ZooFISH). Он получил такое название из-за того, что хромосомы окрашиваются флуорохромами — красителями, способными светиться в ультрафиолетовом или синем излучении. Это делается, чтобы сравнивать участки хромосом у разных видов и определять, какие из них в процессе эволюции остались неизменными, а какие подверглись перестройке. Метод в совокупности с данными секвенирования и биоинформатики, полученными за рубежом, позволил с большой точностью определить хромосомные перестройки важнейших для эволюции представителей китопарнокопытных, к которым относятся и жвачные животные. Были исследованы хромосомы альпаки, серого кита, яванского оленька, сибирской кабарги, жирафа, лани, сибирской косули, черной антилопы, овцебыка и коровы.
«Мы получили крайне интересные результаты, многие из них еще ждут своего подтверждения, в частности, есть основания предполагать, что те же хромосомные перестройки, которые ответственны за изменения типа пищеварения, связаны и с особенностями деторождения», — отмечает Александр Графодатский.
Работа выполняется при поддержке гранта РНФ № 16-14-10009.
Источник: sbras.info
