Российские учёные совместно с иностранными коллегами открыли наличие псевдогенов в геноме мышей-слепушонок. Речь идёт о вставках участков митохондриальной ДНК в ядерный геном животных. Исследование поможет биологам лучше разобраться в уникальных особенностях слепушонок: эти маленькие грызуны ведут подземный образ жизни, как и нестареющий африканский голый землекоп. Физиология слепушонок тоже является загадкой для учёных — зверьки долго остаются молодыми и ведут социальный образ жизни. Однако до последнего времени они были изучены намного меньше, чем их африканский «коллега».
Учёные Санкт-Петербургского государственного университета и Грайфсвальдского университета (Берлин) открыли наличие генетической путаницы в геноме подземных грызунов-слепушонок, обитающих в Евразии. Специалисты обнаружили у зверьков псевдогены, которые ранее мешали изучению генетики животных. Об этом RT сообщили в пресс-службе СПбГУ. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Biology Report.
Как отметили авторы работы, обыкновенная слепушонка (Ellobius talpinus) — маленький грызун, обитающий в степях Евразии и ведущий подземный образ жизни. На сегодняшний день животные из рода слепушонки мало изучены, в отличие от других грызунов, обитающих под землёй, — африканских голых землекопов.
При этом слепушонки тоже представляют большой интерес для биологов из-за их образа жизни, социальности и необычных физиологических и генетических особенностей. Так, учёные пока точно не выяснили, как у этих грызунов происходит разделение на самцов и самок. Представители обоих полов у некоторых видов семейства слепушонки имеют одинаковый хромосомный набор — и самки, и самцы обладают только X-хромосомами. В то время как у большинства видов животных самцы имеют набор из двух разных хромосом — X и Y. Кроме того, есть данные, что эти грызуны не стареют, как и африканский голый землекоп, а также имеют довольно высокую для своих размеров продолжительность жизни.
В клетках слепушонок есть ДНК двух типов: ядерная, которая находится в хромосомах внутри ядра, и митохондриальная, находящаяся вне ядра в клеточных органеллах — митохондриях.
Аналогичный генетический аппарат есть и у мышей-полёвок. Кроме того, гены полёвок обладают уникальным свойством «самопересадки» — когда фрагменты ДНК из митохондрий могут проникать в ядро клеток и встраиваться в геном, становясь митохондриальными псевдогенами, передающимися по наследству.
Авторы исследования предположили, что подобные псевдогены наблюдаются и у слепушонок, что вносит путаницу при генетическом анализе этих зверьков.
«При секвенировании фрагментов митохондриальной ДНК соответствующие им псевдогены также могут секвенироваться. Учёные, анализируя последовательность фрагментов ДНК, предполагают, что они митохондриальные, значит, обладают соответствующими свойствами. В действительности это могут быть ядерные фрагменты, наделённые совсем другими характеристиками», — рассказала RT старший преподаватель кафедры зоологии позвоночных СПбГУ Антонина Сморкачева.
Учёные проверили гипотезу в лабораторных условиях. Биологи выделили и изучили последовательности ДНК трёх особей слепушонок и сравнили их с геномами нескольких мышей-полёвок с помощью молекулярного клонирования.
Выяснилось, что некоторые участки ДНК слепушонок даже архаичнее, чем аналогичные последовательности у полёвок. Эта черта характерна для псевдогенов — встроенных в ядерный геном участков митохондриальной ДНК, отмечают авторы работы.
«Оказалось, что по крайней мере 195 фрагментов ядерной ДНК имеет митохондриальное происхождение. Это в два раза больше, чем обнаружено у домовой мыши. В то же время в геномах других полёвок обнаруживается от 168 до 11 930 митохондриальных псевдогенов», — пояснила научный сотрудник Грайфсвальдского университета Кристина Куприна.
По словам учёных, внедрение митохондриальной ДНК в ядерный геном может изменять работу генов, локальную структуру хроматина (вещество хромосом. — RT), а также влиять на приспособляемость организма к внешним условиям. Полученные результаты помогут биологам проследить на генетическом уровне эволюцию грызунов, а также лучше изучить их необычные особенности.