Все современные млекопитающие от утконоса до синего кита произошли от общего предка, жившего около 180 миллионов лет назад. Его геном реконструирован международной группой исследователей.
Все современные млекопитающие от утконоса до синего кита произошли от общего предка, жившего около 180 миллионов лет назад. Мы мало что знаем об этом животном, но организация его генома с помощью цифровой модели теперь реконструирована международной группой исследователей.
«Наши результаты имеют важное значение для понимания эволюции млекопитающих и для усилий по сохранению», — сказал Харрис Левин, ведущий автор статьи.
Исследователи использовали последовательности геномов 32 живых видов, представляющих 23 из 26 известных отрядов млекопитающих. Среди них были люди и шимпанзе, вомбаты и кролики, ламантины, домашний скот, носороги, летучие мыши и панголины. Анализ также включал геномы курицы и китайского аллигатора в качестве групп сравнения.
Реконструкция показывает, что у предка млекопитающих было 19 парных аутосомных хромосом (совпадающих у обоих полов) и две половые хромосомы. (Напомним, что у человека в норме 22 аутосомы и две половые хромосомы). Ученые определили 1215 блоков генов, которые последовательно встречаются на одной и той же хромосоме в одном и том же порядке во всех 32 исследованных геномах. Эти строительные блоки всех геномов млекопитающих содержат гены, которые имеют решающее значение для развития нормального эмбриона. По таким совпадающим блокам и был реконструирован геном общего предка.
Хромосомы стабильны более 300 миллионов лет
Исследователи обнаружили девять полных хромосом или фрагментов хромосом у общего предка млекопитающих, в которых порядок генов такой же, как в хромосомах современных птиц. То есть, хромосомы во многом зафиксировались гораздо раньше, чем появился общий предок человека, кита и вомбата.
«Эта замечательная находка показывает эволюционную стабильность порядка и ориентации генов на хромосомах в течение длительного периода эволюции, составляющего более 320 миллионов лет», — сказал Левин.
Области между этими консервативными блоками содержали содержали много поломок, перестроек, дублей которые являются основными движущими силами эволюции генома.
«Реконструкция генома имеет решающее значение для интерпретации того, где и почему давление отбора приводит к разным геномам. Это исследование устанавливает четкую взаимосвязь между архитектурой хроматина и регуляцией генов», — говорит профессор Уильям Мерфи из Техасского университета A&M, который не был автором исследования.
Исследователи смогли проследить изменение хромосом общего предка вперед во времени до наших дней. Они обнаружили, что скорость перестройки хромосом существенно различается в разных линиях млекопитающих. Например, в линии жвачных животных (ведущей к современному крупному рогатому скоту, овцам и оленям) произошло ускорение перестройки 66 миллионов лет назад, когда удар астероида уничтожил динозавров и дал сильный толчок к развитию млекопитающих.
По словам авторов, результаты исследования помогут понять что же позволило млекопитающим жить и процветать на изменяющейся планете последние 180 миллионов лет.