Американские учёные, исследуя генетическую информацию морской миноги (Petromyzon marinus), то тут, то там постоянно натыкались на расхождения в своих данных. Когда же они сравнили геном зародыша и взрослого позвоночного, то чуть было не потеряли дар речи.
Джереми Смит (Jeramiah Smith) из университета Вашингтона в Сиэтле (University of Washington) первым заподозрил неладное. Он и его коллеги собирали генетический код миноги в единое целое из разрозненных фрагментов ДНК.
Первоначальный анализ (позволяющий найти «сломанные» ДНК) показал, что каждая клетка эмбриона умирает. Тогда Смит изучил полученные данные более тщательно. Оказалось, что по мере развития животное теряет примерно 20% своих генов!
В исследовании принимала участие группа Криса Амемия (Chris Amemiya) из Исследовательского института Бенаройя (Benaroya Research Institute at Virginia Mason).
Эти учёные определили, что некоторые гены ДНК, извлечённой из спермы миноги, отсутствуют в коде, заключённом в клетках печени (например ген SPOPL), а также, что геном семенной жидкости на несколько миллионов пар оснований длиннее, чем наследственная информация в печени.
В ДНК спермы часто повторяется последовательность, которую учёные называют Germ1. Проследив за её изменениями по мере роста существ, генетики смогли больше узнать о том, как происходит перестройка генома.
Выяснилось, что и в яйцеклетке и в сперматозоиде присутствует полная версия кода, но практически сразу после оплодотворения (то есть когда данные начинают активно копироваться) часть генов начинает выбрасываться. Видимо, за ненадобностью и для уменьшения энергетических затрат (более короткую ДНК реплицировать проще), предполагают учёные.
Такой вот необычный процесс может избавлять миногу от генов, которые ей больше не нужны (ранее они использовались только для развития яйцеклетки или сперматозоида, например, и в будущем уже не пригодятся, а то и нанесут вред).
Уже на второй день количество повторений Germ1 значительно уменьшается, а к моменту вылупливания личинок последовательность и вовсе почти пропадает.
Ранее ничего подобного генетики у позвоночных не наблюдали (обычно гены не выбрасываются, а «выключаются»), а потому данное открытие меняет представление учёных о многих процессах и эволюции генома в частности.
От части наследственной информации также избавляются веслоногие ракообразные, относящиеся к беспозвоночным, отмечает профессор Гай Друин (Guy Drouin) из университета Оттавы. «Настоящим прорывом в генетике, на мой взгляд, станет исследование, которое объяснит механизм происходящего явления», — говорит он. Миноги в этом смысле удобный инструмент, так как изучать их довольно просто.
Добавим, что статья авторов открытия в скором времени появится в PNAS.
Читайте также о том, как геном одного организма был найден в другом (а заодно и об искусственном внедрении генов сумчатого волка в ДНК мышей), а ещё об обмене полезными эволюционными находками между бактериями и сорняками.
