Реконструкция генома общего предка всех млекопитающих

Международная группа исследователей вычислительными методами реконструировала организацию генома общего предка всех современных млекопитающих, который жил около 180 миллионов лет назад. Исследование опубликовано 30 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Метод и данные

Для реконструкции использовались высококачественные геномные последовательности 32 современных видов, представляющих 23 из 26 известных отрядов млекопитающих, включая человека, шимпанзе, вомбатов, кроликов, ламантинов, коров, носорогов, летучих мышей и панголинов. В анализ также включили геномы курицы и китайского аллигатора для сравнения. Некоторые геномы секвенированы в рамках Earth BioGenome Project.

Результаты

• Структура генома предка: У млекопитающего-предка было 19 аутосомных хромосом (в парном наборе — 38) и две половые хромосомы.
• Консервативные блоки: Выявлено 1215 блоков генов, которые последовательно расположены на одной и той же хромосоме в одинаковом порядке во всех 32 геномах. Эти блоки содержат гены, критически важные для нормального развития эмбриона.
• Эволюционная стабильность: Обнаружено девять целых хромосом или их фрагментов, порядок генов в которых совпадает с таковым в хромосомах современных птиц. Это демонстрирует эволюционную стабильность организации хромосом на протяжении более 320 миллионов лет.
• Движущие силы эволюции: Области между консервативными блоками содержали больше повторяющихся последовательностей и были более подвержены разрывам, перестройкам и дупликациям, что является основным драйвером эволюции генома.

Эволюционные следствия

Скорость хромосомных перестроек различалась между линиями млекопитающих. Например, в линии жвачных (приведшей к современным коровам, овцам и оленям) ускорение перестроек произошло около 66 миллионов лет назад, после падения астероида и вымирания динозавров.

Реконструкция генома предка важна для понимания эволюции млекопитающих, роли естественного отбора в хромосомной эволюции и генетических основ адаптаций, позволивших млекопитающим процветать на меняющейся планете.