Расшифрован геном антарктической чернопёрой ледяной рыбы

Международная команда учёных расшифровала геном антарктической чернопёрой ледяной рыбы (Chaenocephalus aceratus). Это открывает генетическое окно в эволюцию рыб, которые за последние 77 миллионов лет адаптировались к выживанию при температурах ниже точки замерзания пресной воды.

Исследование, проведённое командой из 22 учёных, опубликовано 25 февраля в журнале Nature Ecology & Evolution.

Уникальные адаптации «живого ископаемого»

Чернопёрая ледяная рыба принадлежит к семейству, которое долгое время ставило учёных в тупик:

  • У неё отсутствуют функциональные гены гемоглобина, что делает её белокровной — это единственные позвоночные без красного белка, переносящего кислород.
  • Она существует в состоянии постоянной анемии, но компенсирует это увеличенным сердцем.
  • У неё низкая минеральная плотность костей, что делает позвоночник гибким.

У человека такие черты означали бы болезнь, но у ледяной рыбы это — результат эволюционной адаптации к холодным, богатым кислородом водам Южного океана (средняя температура -1.67 °C).

Геном как карта эволюции

Учёные секвенировали геном взрослой самки, собранной в районе станции «Король Седжон» и пролива Брансфилд. Они определили 30 773 белок-кодирующих гена и их расположение на хромосомах.

Карта генома показывает:

  • Какие гены адаптировались или исчезли по мере охлаждения океана.
  • Среди утраченных — гены, связанные с циркадными ритмами (из-за полярных месяцев света и тьмы). Их изучение может дать insight в проблемы здоровья людей, работающих в ночную смену.
  • Стабильность хромосомного состава у костистых рыб (включая ледяную рыбу, японскую медаку и европейского морского окуня) за 110 миллионов лет по сравнению с млекопитающими.

Связь с медициной и новые открытия

По словам профессора Джона Постлтуэйта, ледяные рыбы — пример того, что Дарвин называл «обломками древней жизни». Изучение их эволюционных адаптаций (антифризные белки, потеря плавательного пузыря, накопление липидов вместо минерализации костей) может помочь понять, как у людей возникают схожие с возрастом черты:

Полная геномная карта также позволила поместить в геномный контекст открытие антифризных белков, сделанное Артуром ДеВрисом в 1970-х годах. Эти белки — ключевая адаптация, позволившая рыбам выжить в ледяной воде.

2019-02-25