Исследование генома ехидны раскрывает события, приведшие к множественным половым хромосомам
Международная команда исследователей под руководством Гоцзе Чжана и Ци Чжоу из Чжэцзянского университета, Ян Чжоу из BGI-research и Франка Грутцнера из Университета Аделаиды представила почти полную геномную последовательность короткоклювой ехидны (Tachyglossus aculeatus).
Работа, опубликованная в журнале GigaScience, позволила лучше понять эволюционное происхождение высококомплексной конфигурации множественных половых хромосом, характерной для однопроходных млекопитающих (монотрем), к которым относятся ехидна и утконос.
Необычная система определения пола
В отличие от большинства млекопитающих, включая человека, где пол определяется парой половых хромосом (X/Y), у монотрем система гораздо сложнее:
- У самца ехидны девять половых хромосом (пять X и четыре Y).
- У самца утконоса — десять (пять X и пять Y).
Во время образования половых клеток (мейоза) эти хромосомы выстраиваются и соединяются цепочкой (конец в конец), а не парами бок о бок, что обеспечивает их упорядоченное распределение.
Эволюционная реконструкция
Используя новый высококачественный геном ехидны и существующий геном утконоса, учёные реконструировали вероятный хромосомный состав предка монотрем, разошедшегося с другими млекопитающими около 55 млн лет назад.
Анализ показал, что сложная система возникла в результате обмена сегментами между предковой X-хромосомой и неполовыми хромосомами (аутосомами).
Расширение генов
Исследователи также обнаружили сигналы расширения генных семейств у монотрем. В частности, ген SYCP3Y, кодирующий компонент синаптонемного комплекса (белковой структуры, соединяющей хромосомы при мейозе), был дублирован с аутосом и экспандирован как у утконоса, так и у ехидны. Это расширение может быть связано с эволюцией комплекса половых хромосом.
Новые данные предоставляют детальную эволюционную историю уникальной системы множественных половых хромосом и демонстрируют, как современные методы геномики высокого разрешения позволяют раскрывать сложные эволюционные события, сформировавшие древо жизни млекопитающих миллионы лет назад.