Эпигенетические изменения связаны с генетическими различиями между домашними и дикими курами

Некоторые генетические различия, возникшие между домашними курами и их дикими предками — красными джунглевыми курами, — связаны с эпигенетическими изменениями. К такому выводу пришли учёные из Университета Линчёпинга (Швеция) в исследовании, опубликованном в Nature Ecology & Evolution. Они обнаружили небольшое количество «горячих точек» в ДНК, которые контролируют эпигенетические изменения в сотнях других участков по всему геному.

Домашние куры значительно отличаются от джунглевых кур не только по свойствам (поведение, анатомия, физиология), но и по своему генетическому материалу, в частности, по «эпигенетическому коду». Эпигенетические изменения можно представить как небольшие метки на ДНК (например, метилирование ДНК), которые регулируют экспрессию генов и влияют на свойства организма.

Чтобы выяснить, играют ли эпигенетические различия роль в быстрых изменениях, связанных с одомашниванием, учёные провели сложное скрещивание джунглевой курицы с определённым типом домашней курицы на протяжении восьми поколений. Это позволило получить популяцию, чей генетический материал представляет собой случайную смесь очень коротких фрагментов «домашней» и «дикой» ДНК.

Исследователи измерили уровень метилирования ДНК (наиболее распространённый тип эпигенетической метки) в гипоталамусе — области мозга, связанной с поведением, в том числе со страхом, который значительно различается у диких и домашних птиц. С помощью сложных вычислений они проанализировали взаимосвязи между паттерном метилирования, экспрессией генов, мутациями в геноме и поведенческими свойствами отдельных особей.

Ключевые результаты:

• Обнаружены длинные непрерывные участки генома, где в процессе одомашнивания у домашних кур уровень метилирования стал ниже, чем у диких предков.
• Выявлено несколько «горячих точек» — участков ДНК, которые регулируют метилирование в сотнях других, удалённых мест генома.
• Показано, что взаимосвязь между метилированием и экспрессией генов сложна: метилирование может как снижать, так и повышать активность генов. Более того, мутация в ДНК может влиять на экспрессию гена, которая, в свою очередь, регулирует метилирование.

«Изучение показывает, что регуляция метилирования в процессе одомашнивания кур была чрезвычайно сложной», — отмечает руководитель исследования профессор Доминик Райт.

Следующим шагом учёные планируют изучить, как меняется паттерн метилирования, когда домашние куры одичавают и адаптируются к жизни в природе. Для этого уже начато исследование популяций одичавших кур на Гавайях, которые являются гибридами джунглевых и домашних кур без вмешательства человека.