Почему жираф большой. Геном африканского парнокопытного собирали всем миром
Научно-информационный портал Поиск 7 сентября 2019 г.
Газета Поиск, выпуск 36, сентябрь 2019 г.
Биологи из Великобритании, Китая, Дании, США, Южной Кореи и России заново секвенировали и полностью упорядочили фрагменты генома масайского жирафа. Представители этого вида, обитающие в окрестностях вулкана Килиманджаро, обладают уникальными анатомическими особенностями, благодаря которым являются самыми высокими животными на Земле. Используя новейшие методы секвенирования и сборки молекулы ДНК, составляющей хромосому, ученые из Новосибирского государственного университета и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН несколько лет занимались оптимизацией генома, последовательно укладывая прочитанные фрагменты на хромосомы. Результаты кропотливой работы опубликованы в известном научном журнале GigaScience. Ученые надеются, что упорядоченный геном будет способствовать сохранению исчезающего вида жирафа, численность которого сократилась за последние годы на 52%.
– В мире сейчас есть несколько проектов секвенирования de novo (то есть новейшими методами) геномов позвоночных. От России в них принимает участие только наш коллектив, – комментирует руководитель научного направления ИМКБ СО РАН, сотрудник лаборатории структурной, функциональной и сравнительной геномики факультета естественных наук НГУ, доктор биологических наук Александр Графодатский. – Сборка генома масайского жирафа представляла собой исследование, если говорить образно, “кучи рваного текста” без начала и конца, как при сборке геномов и других видов. В результате четырехлетней работы у нас получилась “книга про жирафа”, где определены последовательности для 20 тысяч генов. Теперь будем пытаться понять, как эти гены работают, например, за счет каких изменений в них сердце жирафа способно гонять кровь на такую высоту, обходясь без инфарктов. Кроме того, жирафы – совершенно отдельная группа парнокопытных, и мы выяснили в деталях, чем их геном отличается от геномов коров, оленей и других изученных видов этого отряда.
А. Графодатский – один из первых отечественных генетиков, предложивших сравнение хромосом разных видов млекопитающих. В рамках международного проекта Genome 10 специалисты ИМКБ уже секвенировали и исследовали геном ластоногих, подтвердив, что морские тюлени, моржи, сивучи и пресноводные нерпы не отдельный отряд, а лишь семейство в отряде хищных. Очень быстрые морфологические изменения адаптировали этих млекопитающих к водному образу жизни, лишь незначительно преобразовав геном на хромосомном уровне. Как ни удивительно, ближайшие родственники тюленей и нерп – куницы, еноты, собаки, медведи и панды.
Изучение генома масайского жирафа не только поможет понять адаптивные особенности этого великана, но и облегчит эволюционный анализ других жвачных животных. Проанализировав хромосомные наборы ныне живущих видов, можно отследить перестройки генома в ходе эволюции и попытаться “увидеть” геном их общего предка. В Институте молекулярной и клеточной биологии СО РАН собрана уникальная коллекция живых клеток сотен видов животных планеты, в том числе африканской фауны. Так что вслед за жирафом сибирские ученые вполне могут исследовать геном других редких обитателей этого далекого континента – саванного слона или черного носорога.
Ольга Колесова