Zoonomia: генетическое исследование показывает, что мы разделяем с животными

Сравнивая генетические «чертежи» множества животных, ученые получают новое понимание нашего собственного вида и всего, что мы разделяем с другими существами.

Одно из самых поразительных открытий — определенные участки в инструкциях для жизни сохранялись на протяжении всей эволюции, представляя собой сквозную линию, связывающую всех млекопитающих, включая нас.

Результаты получены в рамках проекта Zoonomia — международной инициативы, которая дает ключи к пониманию человеческих черт и болезней, способностей животных (например, спячки) и даже генетики ездовой собаки по кличке Балто, которая помогла спасти жизни век назад.

Некоторые открытия были представлены в 11 статьях, опубликованных в журнале Science.

Проект Zoonomia под руководством Элинор Карлссон и Керстин Линдблад-Тох из Broad Institute (MIT и Гарвард) проанализировал 240 видов млекопитающих — от летучих мышей до бизонов. Ученые секвенировали и сравнили их геномы — инструкции, необходимые организмам для развития и роста.

Ключевые выводы:

• Обнаружены области геномов, которые оставались неизменными у всех видов млекопитающих на протяжении миллионов лет эволюции.
• Как минимум 10% человеческого генома в значительной степени неизменны у разных видов. Многие из этих регионов находятся за пределами 1% генов, кодирующих белки.
• Ученые предполагают, что эти длительно сохраняющиеся области, вероятно, являются «регуляторными элементами», содержащими инструкции о том, где, когда и сколько производить белка. В человеческом геноме идентифицировано более 3 миллионов таких элементов, около половины из которых были ранее неизвестны.

Адаптация и изменения

Исследователи также изучили изменения внутри царства животных. Сравнивая генетические последовательности видов с их предками, они обнаружили, что некоторые виды претерпевали много изменений за относительно короткие периоды, что демонстрирует их адаптацию к среде обитания.

Что делает человека уникальным?

Одна группа ученых искала гены, которые есть у других млекопитающих, но отсутствуют у человека. Исследователи подошли к вопросу с другой стороны: «Потеря фрагментов ДНК может фактически создавать новые черты».

Например, крошечная делеция (потеря) ДНК, отличающая шимпанзе от человека, вызвала каскад изменений в экспрессии генов, что может быть одной из причин prolonged brain development у людей.

Генетика героя: случай Балто

Ученые секвенировали геном ездовой собаки Балто, который в 1925 году возглавил команду, доставившую спасительную сыворотку от дифтерии в Ном, Аляска.

• Сравнение генов Балто с генами других собак показало, что он был генетически более разнообразен, чем современные породы.
• Он, вероятно, нес генетические варианты, которые помогли ему выживать в суровых условиях.

Проект Zoonomia предоставляет мощные инструменты для решения масштабных вопросов о жизни и нашей связи с остальным животным миром.