Новый ДНК-метод позволяет определять возраст живых белух на Аляске
Исследователи теперь могут определять возраст и пол живых белух в заливе Кука на Аляске благодаря новой ДНК-методике, использующей информацию из небольших образцов кожи.
Точная оценка возраста жизненно важна для сохранения белух залива Кука, которые были признаны вымирающими после значительного сокращения популяции в 1990-х. Ранее возраст белух можно было определить только по зубам мёртвых животных.
Новый метод использует данные о метилировании ДНК и машинное обучение для создания модели, описывающей взаимосвязь между метилированием и возрастом. Эта взаимосвязь создаёт эпигенетические часы для белух.
Метилирование — это биологический процесс добавления метильных групп к молекуле ДНК. У млекопитающих есть участки генома, которые становятся более метилированными с возрастом животного.
Метод также позволяет определить пол животного. Это значительный шаг в изучении жизненного цикла вида и может быть применён к другим китообразным.
«Разработка этого инструмента и использование эпигенетических часов — это крупный прорыв в науке о старении», — сказала ведущий автор исследования Элеонор Борс.
Белухи залива Кука — географически и генетически обособленная популяция, которая не мигрирует. В 1979 году их было более 1000, но с 1994 по 1998 год численность резко упала с 653 до 347, отчасти из-за нерегулируемой охоты. Сегодня популяция оценивается в 279 особей.
В 2016 году план восстановления NOAA подчеркнул необходимость определения возрастной структуры популяции. Новый метод даёт такую возможность для живых животных.
Используя образцы тканей от 67 мёртвых китов, исследователи измерили уровни метилирования в десятках тысяч участков генома и обнаружили, что точную модель можно построить всего по 23 сайтам, связанным со старением. Модель была откалибрована по данным о возрасте, определённом по зубам тех же животных.
Затем метод применили к образцам кожи, собранным в 2016–2018 годах у 38 живых китов, успешно определив их возраст и пол.
Исследователи обнаружили, что среди изученных белух залива Кука только одна особь в возрасте 10–19 лет была беременна, хотя в других популяциях половая зрелость наступает в 8–9 лет.
«Если репродукция так существенно задерживается, это тревожный сигнал», — отметил Пол Уэйд из NOAA.
Учёные планируют применять этот метод рутинно. Сбор дополнительных образцов позволит уточнить возрастной профиль вида. Также открывается возможность изучать с помощью метилирования уровень стресса у животных и родственные связи внутри популяции.