Биологи впервые расшифровали геном рептилии

31 августа 2011 года

Ученые впервые расшифровали геном рептилии - тропической ящерицы-анолиса - и выяснили, что общий предок этих пресмыкающихся и кур жил на Земле 280 миллионов лет назад, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Группа ученых под руководством Джессики Алфельди (Jessica Alfoeldi) из Броудского института в Кембридже (США), расшифровавшая геном анолисов, полагает, что их работа поможет понять, как изменились геномы млекопитающих и ящериц с момента разделения предков рептилий и теплокровных животных.

Геном каролинских анолисов (Anolis carolensis), который расшифровали Алфельди и ее коллеги, состоит из примерно 1,78 миллиарда "букв"-нуклеотидов. Таким образом, геном пресмыкающихся занимает промежуточное положение между длинными геномами млекопитающих - 2-3,6 миллиарда "букв", и короткими геномами птиц - 1-1,3 миллиарда нуклеотидов.

В геноме анолисов содержится 17,5 тысячи генов, управляющих сборкой белков. Биологи сравнили их с генами других животных - мышей, утконосов, рыб-зебр и опоссумов - и обнаружили, что 4 тысячи из них были унаследованы всеми этими животными от одного общего предка.

По оценкам ученых, предки современных куриц и анолисов разделились примерно 280 миллионов лет назад. Геном анолисов состоит из шести больших хромосом и 12 микрохромосом - малозаметных коротких цепочек ДНК. Набор генов в микрохромосомах анолисов и куриц практически полностью совпадает, что говорит о близком родстве и общем предке ящериц и птиц.

Исследователи также выяснили, что в ДНК ящериц содержится большое количество повторов, и нуклеотиды - "буквы" ДНК - распределены более равномерно по сравнению с геномами млекопитающих и птиц. В отличие от куриц, половые хромосомы анолисов похожи по форме и механизму определения пола на X и Y-хромосомы млекопитающих.

Примерно треть генома этих ящериц состоит из транспозонов - мобильных фрагментов ДНК, которые могут копировать себя и "переселяться" из одной части генома в другую. Они не участвуют в сборке белков и, вероятно, большая часть из них является "обрывками" древних ретро-вирусов. Считается, что некоторые транспозоны задействованы в управлении клеточными процессами - при их "считывании" клеточное ядро синтезирует специальные информационные молекулы (иРНК), которые передают новые инструкции в другие части клетки.

"Анолисы являются ходячей библиотекой транспозонов. В их геноме эти элементы продолжают перемещаться, в отличие от людей и других млекопитающих", - пояснила Альфельди.

Биологи полагают, что большое количество транспозонов объясняет то, как все современные анолисы (около 400 различных видов) смогли быстро приспособиться к новым условиям среды и покорить большую часть Центральной и Южной Америки.

"Этот семейство ящериц часто сравнивают с вьюрками Дарвина, что вполне справедливо во многих случаях. И анолисы, и вьюрки показывают нам, как работает естественный отбор и как потомки одного вида-предка смогли приспособиться к новым условиям окружающей среды. С другой стороны, анолисы освоили новые условия среды одновременно на четырех разных островах, а не на одном, как вьюрки", - заключает один из участников группы ученых Джонатан Лосос (Johnathan Losos) из Гарвардского университета.