Геномная археология раскрывает раннюю эволюцию половых хромосом

Исследователи из Уппсальского университета (Швеция) использовали геномику для изучения ранней эволюционной истории половых хромосом. Работа опубликована в апреле 2011 года в Eukaryotic Cell.

Половые хромосомы у животных настолько древние (сотни миллионов лет), что сохранили мало следов событий, которые двигали их эволюцию. Однако в более ранних исследованиях учёные обнаружили, что хромосомы типа спаривания у самооплодотворяющегося гриба Neurospora tetrasperma (аналогичные X и Y у организмов с половым размножением) имеют область подавленной рекомбинации, которая возникла примерно тогда же, когда разделились линии шимпанзе и гоминин — менее шести миллионов лет назад.

Подавленная рекомбинация сохраняет геномный ландшафт, так как в норме хромосомы рекомбинируют при спаривании, «перетасовывая» гены. Однако она также мешает естественному отбору, заставляя гены отбираться или элиминироваться целыми блоками.

Ключевое открытие уппсальских исследователей заключается в том, что многие предпочтительные кодоны исчезли из областей хромосом типа спаривания, где рекомбинация была подавлена. Кодоны — это «слова» генетического кода, кодирующие аминокислоты, строительные блоки белков. Как и слова в человеческом языке, кодоны часто имеют синонимы.

«Многие изученные на сегодня организмы предпочтительно используют определённый набор предпочтительных кодонов, которые, как считается, способствуют эффективному и точному синтезу белка», — говорит автор-корреспондент Ханна Йоханнессон.

Подавленная рекомбинация, обнаруженная ранее у N. tetrasperma, сопровождается потерей этих предпочтительных кодонов.

«Наше исследование углубляет понимание факторов, движущих мутационными изменениями в геномах, что является ключевым вопросом в медицинских и естественных науках, — добавляет Йоханнессон. — Оно расширяет понимание того, когда и как молодые области подавленной рекомбинации в хромосомах, регулирующих пол, накапливают мутации и почему эволюция может не справляться с эффективным удалением этих вредных изменений».