Расшифрован геном большой белой акулы

Большая белая акула — один из самых узнаваемых морских обитателей Земли. Она обладает рядом примечательных характеристик: огромный размер (до 20 футов и 7000 фунтов) и способность погружаться на глубину почти 4000 футов. Численность белых акул в океанах относительно невелика, что вызывает серьёзную обеспокоенность с точки зрения сохранения вида.

В рамках крупного научного исследования, направленного на понимание биологии этого культового хищника и акул в целом, был детально расшифрован полный геном белой акулы.

Международная команда учёных, возглавляемая специалистами из Университета Нова Саутистерн (NSU), Корнеллского университета и Аквариума Монтерей-Бей, завершила секвенирование генома белой акулы и сравнила его с геномами других позвоночных, включая гигантскую китовую акулу и человека.

Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, USA.

Ключевые открытия в геноме

• Размер и стабильность генома: Геном белой акулы оказался в полтора раза больше человеческого. Исследователи обнаружили множество генетических адаптаций (признаков положительного отбора) в генах, отвечающих за стабильность генома. Речь идёт о генах, связанных с репарацией (починкой) ДНК, ответом на повреждение ДНК и толерантностью к таким повреждениям. Накопление повреждений ДНК (нестабильность генома) у человека является известным фактором риска развития рака и возрастных заболеваний.
• «Прыгающие гены»: В геноме белой акулы зафиксирована одна из самых высоких долей (почти 30%) так называемых «прыгающих генов» — мобильных элементов LINE среди всех позвоночных. Эти элементы могут вызывать нестабильность генома, создавая двуцепочечные разрывы в ДНК. Учёные предполагают, что именно это могло стать мощным фактором эволюционного давления, приведшего к развитию у акул высокоэффективных механизмов репарации ДНК.
• Сходство с китовой акулой: Аналогичные адаптации в генах стабильности генома были обнаружены и у гигантской, долгоживущей китовой акулы. Это открытие значимо, поскольку, согласно теории, риск развития рака должен возрастать с увеличением размера тела (числа клеток) и продолжительности жизни. Однако на практике очень крупные животные не болеют раком чаще людей. Обнаруженные генетические инновации могут объяснять, как эти акулы эволюционно «обошли» повышенный риск онкологических заболеваний.
• Заживление ран: В геномах акул также найдены признаки положительного отбора в генах, связанных с путями заживления ран, включая ключевой ген свёртывания крови. Эти адаптации могут лежать в основе известной способности акул быстро и эффективно заживлять даже серьёзные раны.

Значение исследования

• Для науки: Расшифровка генома даёт новые ключи к пониманию того, как акулы процветали на Земле около 500 миллионов лет. Изучение естественных механизмов поддержания стабильности генома и быстрого заживления ран у акул может предоставить ценную информацию для борьбы с раком, возрастными заболеваниями и для разработки новых методов лечения ран у человека.
• Для охраны природы: Данные генома станут важным активом для понимания популяционной динамики большой белой акулы и разработки более эффективных мер по сохранению этого вида, многие популяции которого сокращаются из-за перелова.