Новые эволюционные данные о раннем развитии певчих птиц
Международная команда под руководством Александра Су из Уппсальского университета секвенировала у зебровых амадин хромосому, называемую зародышево-ограниченной хромосомой (germline-restricted chromosome, GRC). Эта хромосома присутствует только в зародышевых клетках, которые несут генетическую информацию, передаваемую следующему поколению. Исследователи выяснили, что GRC существует десятки миллионов лет и играет ключевую роль в биологии певчих птиц, собрав гены, используемые для эмбрионального развития.
Во время раннего развития эмбриона животного клетки делятся на два основных типа: зародышевые и соматические. В некоторых организмах, когда клетки становятся соматическими или зародышевыми, определённые гены и повторяющиеся последовательности ДНК элиминируются. У некоторых видов целые хромосомы специфичны для зародышевой линии.
Впервые команда провела комплексный геномный, транскриптомный и протеомный анализ GRC у зебровых амадин. GRC — самая крупная хромосома в их геноме, составляющая более 10% от него.
"GRC — очень странная хромосома. Мы обнаружили, что некоторые её гены повторены десятки или даже сотни раз, тогда как в соматических клетках есть только одна копия гена", — говорит Кормак Кинселла, один из первых авторов исследования.
Сравнив специфические гены с геномными данными других видов, учёные смогли раскрыть эволюционную историю GRC. Результаты показали, что GRC существует десятки миллионов лет и, вероятно, присутствует у всех видов певчих птиц, которые составляют половину всех видов птиц. Учёные также считают, что GRC стала важным фактором в развитии птиц, поскольку на ней обнаружено множество генов, связанных с ранним эмбриональным развитием. Поскольку GRC отсутствует в соматических клетках, экспрессия её генов влияет только на зародышевые клетки, защищая соматические от возможных негативных эффектов.
"Поскольку мы обнаружили экспрессию GRC на уровне РНК и белка, мы ожидаем, что наши доказательства действия отбора на GRC станут отправной точкой для дальнейших захватывающих открытий", — говорит Франсиско Руис-Руано, другой первый автор исследования.