В 1938-м году у берегов Южной Африки была поймана удивительная рыба – 2-метровая латимерия, которая считалась вымершей 65 миллионов лет назад. Еще более удивительным оказалось то, что эта рыба – один из ближайших родственников человека! Долгое время ученые считали, что геном глубоководного хищника оставался практически неизменным на протяжении последних 65 миллионов лет, однако авторы недавнего исследования выяснили, что это далеко не так.
Изучая генетические базы данных в поисках предковой версии человеческого гена CGGBP, Айзек Йеллан, молекулярный генетик из Университета Торонто, неожиданно обнаружил, что латимерии обладают невероятно большим количеством вариаций этого гена. Более того, не все вариации CGGBP имели общего друг с другом предка, то есть в какой-то момент – около 10 миллионов лет назад – у латимерий появились 62 вариации гена от других, неродственных видов в ходе горизонтального переноса генов. Такие гены с их способностью «перепрыгивать» с места на место и даже из одного генома в другой известны как транспозоны. Если они попадают в «правильное» место генома, то клеточные механизмы копируют их, как и другие гены. Если же транспозон оказывается в «неправильном» месте, то он может стать паразитом и причинить вред организму. Иногда бывает и так, что прыгающий ген оказывается в положении, выгодном для организма-хозяина, и теряет способность прыгать, сохраняясь в геноме. Вероятно, именно это происходило с латимериями.
«Мы знаем, что транспозоны появляются в процессе паразитизма, – говорит Йеллен. – Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что у латимерий они могли появляться несколько раз в процессе эволюции».И хотя прыгающие гены часто обнаруживаются в геноме разных видов, они редко встречаются в таком количестве. Лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование позволили обнаружить как минимум 8 белков, которые эти гены кодируют для связывания с определенными повторяющимися последовательностями ДНК, причем некоторые гены экспрессируются только в конкретных тканях.
«Мы не знаем, за что отвечают эти 62 гена, но многие из них кодируют ДНК-связывающие белки, то есть, вероятно, участвуют в регуляции экспрессии генов, где даже малейшие изменения играют роль в эволюции», – объясняет молекулярный генетик Тим Хьюджес.Латимерии имеют похожие на ноги лопастные плавники и являются ближайшими среди рыб родственниками человека. Наличие общего предка означает, что геном латимерий теоретически может помочь в разгадке тайн эволюции человека. К сожалению, эти рыбы крайне редко попадаются на глаза, еще реже – в сети, поэтому возможности их изучения ограничены. Но полезной может быть и уже полученная информация: недавнее исследование генома латимерий предполагает, что наши рецепторы горького вкуса играют не только защитную роль, не позволяя нам глотать ядовитые вещества, но и участвуют в регулировании обмена веществ и восприятии гормонов.
Фото: CC BY-SA 3.0Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.