Международная коллаборация ученых секвенировала геном жирафов и их ближайших родственников и обнаружила 70 генов, определяющих развитие длинной шеи у этих животных. Роль одного из ключевых регуляторов этого процесса исследователи собираются проверить, создав линию длинношеих ГМ-мышей. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной журналом Nature Communications.
В отличие от некоторых других длинношеих животных, жирафы вытянулись вверх не за счет появления дополнительных позвонков, а увеличением все тех же семи, составляющих шейный отдел млекопитающих, включая людей и китов. Помимо вполне очевидных изменений в регуляции роста костей и мускулов, длинная шея диктует новые требования и к другим системам организма.
Необходимы удлиненные до нескольких метров нервы и сосуды, мощный левый желудочек сердца, способный прокачивать кровь через них, усиленные сосудистые стенки, способные выдержать повышенное давление и позволяющие сдерживать его перепады при наклоне головы – например, на водопое. Этот комплекс адаптаций ученые из Университета штата Пенсильвания и Африканского института науки и технологий им. Нельсона Манделы изучили в рамках специальной программы Giraffe Genome Project.
Авторы секвенировали ДНК жирафов и их единственных живых родственников – окапи. Относясь к тому же семейству Giraffidae, они разошлись с предками жирафов около 11,5 млн лет назад и лишены их длинных шей. Сравнительный анализ геномов жирафов (масайского подвида Giraffa camelopardalis. tippelskirchi) и окапи (Okapia johnstoni) позволил найти 70 генов, которые могут быть связаны с удлинением шеи и условно разделяются на восемь функциональных кластеров, включая регуляцию клеточной пролиферации, роста скелета, сердечно-сосудистой и нервной системы.
Около половины этих генов относятся к ключевым группам, направляющим развитие организма с самых ранних фаз, таким как HOX-, Notch- и Wnt-гены. Однако два из них привлекли особенное внимание ученых: известно, что у мышей и людей мутации в одном (FOLR1) нарушают формирование нервной системы и несовместимы с жизнью, мутации второго (FGFRL1) ведут к тяжелым нарушениям развития сердечно-сосудистой и скелетной систем, в частности, к аномально длинной шее. Авторы указали на семь аминокислотных замен, характерных для FGFRL1 у жирафа, и, по сообщению пресс-службы Университета штата Пенсильвания, рассматривают возможность внесения такого мутантного FGFRL1 в ДНК лабораторных мышей, чтобы получить ГМ-линию и детальнее разобраться в его функциональности.
Кроме того, ученые обнаружили некоторые различия, связанные с генами, участвующими в метаболизме жирных кислот, что может быть связано с необычной диетой жирафов и их способностью питаться листьями довольно токсичных растений. Еще одна группа отличий наблюдается в генах белков, восстанавливающих двухнитевые повреждения ДНК и определяющих работу центросомы, – однако их эволюционный смысл остается неясным.
Роман Фишман
Их погребения раскопали в Испании
Палеогенетики секвенировали ДНК почти 250 человек, которых похоронили на территории современной Испании во II–VIII веках нашей эры. Помимо того, что ученые выяснили, как менялся генетический ландшафт на Пиренейском полуострове во времена римского господства и в эпоху Великого переселения народов, они обнаружили родных брата и сестру, которые принадлежали к древней германской элите и были похороне…