Новый анализ редкой аргентинской крысы раскрывает происхождение самого большого генома среди млекопитающих
Новые биологические данные, полученные от красной вискачевой крысы (Tympanoctomys barrerae), коренного вида Аргентины, показывают, как геномы могут быстро изменяться в размере.
Исследователи из Университета Макмастера изучали этот вид, потому что его геном — самый крупный среди всех млекопитающих и, по-видимому, очень быстро увеличился в размере.
Геном этой крысы примерно в 2,5 раза больше человеческого (у неё 102 хромосомы против 46 у человека) и примерно вдвое больше, чем у её близкого родственника — горной вискачевой крысы. Их последний общий предок существовал всего около 5 миллионов лет назад.
"Эта геномная трансформация поразительна, потому что произошла за очень короткий период в эволюционных терминах", — говорит Бен Эванс, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Genome Biology and Evolution.
Механизм этого роста был предметом споров среди учёных. Некоторые предполагали, что быстрое расширение связано с удвоением всего генома (whole genome duplication) — явлением, относительно обычным для растений (предков кукурузы, табака, картофеля).
Другие утверждали, что расширение генома вызвано повторяющейся ДНК (repetitive DNA) в сочетании с хромосомным делением (chromosomal fissioning), когда одна хромосома делится на две или более в ходе эволюции.
Чтобы разрешить спор, исследователи сравнили геномные наборы данных красной и горной вискачевой крыс.
Их анализ показал, что геном быстро вырос из-за экспансии разнообразных высокоповторяющихся элементов, и они не нашли убедительных доказательств дублирования всего генома.
"Это интересно, потому что те же механизмы — экспансия повторяющейся ДНК — работают у людей и способствуют накоплению «геномного багажа». Это может влиять на болезни, прерывая функцию генов", — отмечает Эванс.
Остаётся много вопросов. Исследователи хотят далее изучить природу этих повторяющихся элементов, причины их экспансии и продолжают ли они расширяться.
Также планируется выяснить, сыграла ли эта генетическая эволюция роль в высокой толерантности крысы к солёной диете. Этот вид питается крайне солёными растениями в своей пустынной среде, в то время как горная вискачевая крыса такой диеты не переносит.