Международная группа исследователей расшифровала генетические механизмы, лежащие в основе эволюции жвачных животных – от крошечного оленька до современной коровы. Ключом к пониманию стали перестройки в специфических участках хромосом, известных как "горячие точки".
Этот подход позволил детально проследить хромосомные преобразования у жвачных. Ученые выяснили, что изменения в горячих точках (областях, активно меняющихся в ходе эволюции, в отличие от стабильных "холодных точек") влияют на регуляцию целых групп генов, критически важных для физиологии. Особенно значимы гены, отвечающие за уникальное пищеварение – ключевую черту подотряда жвачных в отряде парнокопытных.
От насекомоядных предков к сложному пищеварению
«Сложная пищеварительная система жвачных – результат длительной эволюции, – поясняет соавтор исследования, доктор биологических наук Александр Сергеевич Графодатский, руководитель научного направления Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН. – Предки млекопитающих были насекомоядными, с быстрым пищеварением, требующим частого питания. У жвачных процесс стал многоэтапным и продолжительным, с четырехкамерным желудком. Интересно, что древнейшее современное жвачное – оленёк из Юго-Восточной Азии – иногда включает в рацион крабов и мышей». Под руководством Александра Графодатского изучение геномов парнокопытных в Новосибирске началось почти четыре десятилетия назад.
Метод ZooFISH: картирование эволюции
Сегодня в ИМКБ СО РАН для анализа геномов применяют передовой метод хромосомной живописи (ZooFISH). Его суть – флуоресцентное окрашивание хромосом специальными красителями. Это позволяет сравнивать хромосомные участки у разных видов, выявляя эволюционно стабильные области и зоны перестроек.
Точные результаты для китопарнокопытных
Сочетание ZooFISH с данными секвенирования и биоинформатики дало возможность с высокой точностью определить ключевые хромосомные перестройки у важнейших представителей китопарнокопытных, включая жвачных. Ученые исследовали хромосомы альпаки, серого кита, яванского оленька, сибирской кабарги, жирафа, лани, сибирской косули, черной антилопы, овцебыка и коровы.
Перспективные открытия и будущие исследования
«Мы получили крайне интересные результаты! – с энтузиазмом отмечает Александр Графодатский. – Многие выводы еще ждут подтверждения. Например, есть веские основания предполагать, что хромосомные перестройки, ответственные за эволюцию пищеварения, могут быть связаны и с особенностями репродукции у этих животных».
