Международная группа ученых под руководством эволюционного генетика Харриса Левайна (Harris Lewin) из университета Калифорнии в Дэвисе (США) и Жобума Кима (Jaebum Kim) из университета Конкук в Сеуле (Южная Корея) реконструировала геном предка всех млекопитающих и проанализировала, как он менялся на протяжении эволюции нашего класса. Статью об этом, опубликованную в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пересказывает сайт журнала Science.
Гипотетический предок всех млекопитающих (однопроходных, сумчатых и плацентарных), о котором идет речь, жил примерно 105 млн лет назад, был размером с мышь, вел в основном древесный образ жизни и питался насекомыми. Чтобы реконструировать его геном, авторы исследования загрузили информацию о геномах 19 современных видов млекопитающих из разных эволюционных линий в специально написанную для этого компьютерную программу.
Реконструкция показала, что у протомлекопитающего было 42 хромосомы, то есть 21 пара (против 23 пар, например, у Homo sapiens). Однако интересно не это, а то, как затем этот первичный геном менялся в ходе эволюции млекопитающих в разных направлениях — каковой процесс авторы также проанализировали.
Оказалось, что некоторые из первичных хромосом (очень немногие) сохранились до наших дней практически в первозданном виде, по крайней мере, у людей и орангутанов. Другие же хромосомы неоднократно «пересобирались», обмениваясь участками внутри себя и друг с другом, «переупаковывая» 22 тыс. генов каждый раз по-новому.
Левайн с коллегами выявили 162 ключевых участка, в которых разрывы с последующей рекомбинацией происходили чаще всего. Благодаря этим рекомбинациям млекопитающие и достигли современного высокого разнообразия. «Удивительнее всего то, как хромосомы эволюционировали по-разному в разных линиях, — сказал Левайн. — Это один из самых потрясающих образцов поэтапных изменений, которые привели к появлению новых видов».
Интересно, что процесс этот шел в разное время с разной скоростью. Сначала в каждой эволюционной линии происходило всего в среднем по восемь больших рекомбинаций ДНК за 10 млн лет. Однако затем скорость резко выросла, в частности, у приматов за те же 10 млн лет происходило по 20 крупных геномных перестроек — у всех, кроме орангутанов. Именно геном этих человекообразных обезьян оказался, неожиданно, ближе всего к реконструированному геному протомлекопитающего. У орангутанов сохранилось практически в первозданном виде восемь хромосом, в то время, как, например, у людей — пять, а у мышей — только одна.
Большие изменения обнаружились также в геноме парнокопытных — коз и коров. Именно у них в геноме больше всего транспозонов — участков ДНК организмов, способных к передвижению (транспозиции) и размножению в пределах генома
Напомним, в прошлом году ученые разобрались, почему в геноме Homo sapiens так мало неандертальских генов — хотя отношения между нашими видами когда-то были очень близкими.
