Геном земляного волка рассказал об общем предке гиен и кошек

Африканский земляной волк выглядит как гиена, ест термитов, а его хромосомы удивительно похожи на кошачьи.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Обитающий в Африке земляной волк — тот еще «темная лошадка» животного мира. Он похож на небольшую гиену, питается почти исключительно термитами и долгое время оставался одним из наименее изученных представителей семейства гиеновых. Но теперь ученые заглянули внутрь его клеток — и обнаружили неожиданную генетическую связь с кошками.

Исследователи из Техасского университета A&M впервые составили подробную карту хромосом земляного волка (Proteles cristatus). Результаты опубликованы в Journal of Heredity.

Морда гиены, «начинка» кошачья

До этой работы о хромосомах земляного волка было известно немногое: еще в 1960-х годах ученые установили, что их у животного 40. Теперь появилась гораздо более подробная картина.

Для исследования специалисты получили небольшой образец кожи, вырастили из него клетки и дождались момента их деления. Именно тогда хромосомы становятся хорошо различимыми под микроскопом. Затем ученые окрасили их специальным методом: каждая хромосома получила характерный рисунок светлых и темных полос, напоминающий своеобразный биологический штрихкод.

Сравнение с пятнистой гиеной дало почти фотографическое сходство. У двух видов совпадали размеры, форма и характер полос на большинстве хромосом. Отличия обнаружились лишь в трех парах. Это неудивительно: земляной волк и пятнистая гиена разделились в эволюции примерно 10,6–11,6 млн лет назад. Настоящий сюрприз ждал исследователей дальше.

Когда хромосомы земляного волка сравнили с набором домашней кошки, оказалось, что эволюция тоже не слишком усердствовала с перестановкой генетических «шкафов». У кошки 19 пар хромосом, и 12 из них соответствуют отдельным хромосомам земляного волка практически один к одному. Материал остальных семи кошачьих хромосом оказался распределен между несколькими хромосомами земляного волка.

Общий предок кошачьих и гиен жил значительно раньше, чем общий предок двух современных представителей семейства гиеновых. Иными словами, несмотря на миллионы лет независимой эволюции, хромосомная архитектура у этих животных сохранилась удивительно хорошо.

Природа не стала «перепрошивать» хромосомы

Ученые проверили и другие признаки стабильности генома. Один из них — область организации ядрышка (nucleolus organizer region, NOR). Это участок хромосомы с генами, участвующими в производстве белков. У земляного волка, других гиен и кошачьих он оказался расположен в сопоставимом месте.

Похожую картину дали и теломеры — защитные участки на концах хромосом. Иногда в ходе эволюции теломерные последовательности появляются внутри хромосом. Это может быть своеобразным следом прошлых перестроек генома. У исследованного земляного волка таких внутренних теломер ученые не обнаружили.

Работа важна еще и потому, что подробные хромосомные карты пока есть лишь примерно для 1200 из 6000 существующих видов млекопитающих. При этом геном земляного волка ранее уже пытались секвенировать, но полученная ДНК оставалась разбитой на 5600 отдельных фрагментов.

Хромосомная карта помогает понять, как эти фрагменты правильно собрать. Кроме того, ученые получили живую линию клеток земляного волка, которую теперь можно использовать для новых генетических исследований.

Интересно, что кошки в этой работе оказались не только неожиданными «генетическими родственниками», но и удобным объектом сравнения. Для каждой кошачьей хромосомы уже существовал набор специальных ДНК-маркеров, поэтому исследователям не пришлось создавать такие инструменты с нуля.

Как отметил руководитель исследования Терджие Раудсепп, добавлять хромосомные карты новых видов особенно важно, поскольку заранее невозможно знать, когда тот или иной вид может оказаться под угрозой исчезновения.

Похожие материалы по теме

Для читателей Hi-Tech Mail тема геномов животных уже знакома: например, мы писали о том, как генетическое исследование опухолей домашних кошек выявило значительные параллели с раком у человека.

Еще один материал посвящен расшифровке огромного генома адского вампира — редкого головоногого моллюска.

А в этой публикации рассказывается о генетических исследованиях белых медведей и том, какие изменения помогли им приспособиться к жизни в Арктике

БиологияЖивотныеПоделиться