Ученые пересчитали вероятность случайной схожести генов человека и обезьян

Ученые из Висконсинского университета разработали новый статистический тест, который проверяет вероятность наличия у животных различных таксонов общего предка. Препринт статьи опубликован на сайте BioRxiv.
Существующие методы определения степени родственной близости живых организмов имеют ряд недостатков. При сравнении нуклеотидной последовательностей двух молекул ДНК, взятых у различных животных, зачастую игнорируется, что их схожесть может быть продиктована иными причинами помимо общего происхождения. Например, существуют определенные предпочтения в заменах нуклеотидов, возникающих при репликации ДНК.
Исследователи предложили новые статистические методы, которые позволяют обойти эти ограничения. В своей работе они обратились к вопросу наличия общего предка у приматов, включая человека. Для этого ученые проверили нулевую гипотезу, которая заключалась в том, что кажущееся генетическое родство отрядов и семейств приматов является случайностью, и на самом деле у этих таксонов нет общего предка. С помощью теста биологи смогли оценить вероятность независимого происхождения 54 схожих ядерных генов из геномов различных приматов.
При сравнении двух подотрядов, мокроносых (Strepsirrhini) и сухоносых (Haplorrhini) обезьян, ученые рассчитали, что вероятность случайной схожести их генов составляет 10-1680. Это сравнимо с вероятностью случайного выбора одного и того же атома 21 раз подряд из всех атомов в наблюдаемой Вселенной (около 1080). При сравнении 16 семейств приматов вероятность оказывается еще меньше — 10-2581 — и сравнима со случайным отбором одного атома из всех атомов вселенной 32 раза подряд. Кроме того, ученые заново оценили вероятность существования общего предка у человека и других приматов, и также отвергли нулевую гипотезу с вероятностью ошибки в 10-4413, что лишний раз доказывает родство Homo sapiens с обезьянами.
Среди биологов-эволюционистов нет сомнений, что все известные живущие на Земле организмы происходят от общего предка. Он даже имеет специальное наименование — LUCA (Last Universal Common Ancestor), хотя в последнее время чаще говорят не о конкретном предке, а о «состоянии предка», LUCAS (LUCA-State), сообществе с мощным горизонтальным переносом генов, часть из которых потом были зафикированы в предках. Современные методы позволяют полностью прочесть геномы живых организмов и определить степень родства между ними, основываясь на схожести последовательностей нуклеотидов — строительных элементов ДНК. Сравнение геномов является предметом науки биоинформатики.

Александр Еникеев
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Безумие в наследство — 2

Как развитие технологий позволило нащупать «топологическое решение» загадки шизофрении

Шизофрения — одна из самых загадочных и сложных болезней человека. Уже более ста лет ученые пытаются понять причины ее возникновения и найти ключ к терапии. Пока эти усилия не слишком успешны: до сих пор нет ни препаратов, которые могли ли бы ее по-настоящему лечить, ни даже твердого понимания того, какие молекулярные и клеточные механизмы ведут к ее развитию. О том, как ученые бьются с «загадкой шизофрении» мы уже неоднократно писали: сначала с точки зрения истории психиатрии, затем с позиции классической генетики (читателю, который действительно хочет вникнуть в суть проблемы, будет очень полезно сначала прочитать хотя бы последний текст). На этот раз наш рассказ будет посвящен новым молекулярно-биологическим методам исследования, которые появились в распоряжении ученых буквально в последние несколько лет. Несмотря на сырость методик и предварительность результатов, уже сейчас с их помощью получены важнейшие данные, впервые раскрывающие механизм шизофрении на молекулярном уровне.