Обзор геномов раскрывает эволюционное происхождение секретоглобинов
Семейство белков секретоглобинов (SCGB) было названо в 2000 году по структурному сходству с его первым известным членом — утероглобином. Спустя 25 лет их основные функции остаются малоизученными, что побудило исследователей из Института геномной биологии Карла Р. Вуза изучить их эволюционное происхождение.
Этот биоинформатический обзор показал, что секретоглобины, изначально считавшиеся исключительно млекопитающими, также обнаружены у черепах, крокодилов, ящериц и птиц. Новые данные, опубликованные в Genome Biology and Evolution, предполагают, что эти белки эволюционировали раньше динозавров и имеют общую базовую функцию, которая ещё не открыта.
"У нас в человеческом геноме есть серия генов Scgb, но никто не знает, какова их функция", — сказала Кристина Лаукайтис (EIRH/RBTE), клинический профессор Колледжа медицины Карла-Иллинойс.
Основная биологическая роль SCGB неизвестна, но известно, что гены Scgb экспрессируются в секреторных эпителиальных тканях. Их дисрегуляция может быть связана с заболеваниями лёгких и дыхательных путей, почек, воспалением и раком.
"Однако это не основные функции, а скорее то, что они делают в определённых обстоятельствах", — отметила Лаукайтис.
Исследователи провели глубокий анализ геномов животных с помощью биоинформатических методов, включая использование инструмента BLAT в браузере геномов Калифорнийского университета в Санта-Круз для выравнивания последовательностей и построения филогении SCGB.
Результаты оказались неожиданными: SCGB имеют широкое распространение у разных видов черепах, крокодилов, ящериц и птиц. Данные указывают, что SCGB эволюционировали у ранних амниот 320 миллионов лет назад в каменноугольный период.
"Секретоглобины, по-видимому, являются изобретением амниот", — сказал Боб Карн (GNDP).
Амниоты — это основная группа наземных и полуводных четвероногих позвоночных, включающая два основных клада: синапсид и завропсид. Люди и другие млекопитающие относятся к кладе синапсид.
"Когда мы вернулись к амфибиям, рыбам и беспозвоночным, не было никаких указаний на гены Scgb. Так что это очень чёткая граница", — добавил Карн.
Установление эволюционного происхождения этих белков закладывает основу для будущих исследований их общей базовой функции. Одна из подтверждённых гипотез команды заключается в том, что одна группа SCGB, называемая андроген-связывающими белками (ABP), играет роль в коммуникации животных.
"Эта группа SCGB, ABP, обнаружена только у млекопитающих. В нашей работе с мышами мы нашли их только в железах морды и шеи... Наша дальнейшая работа показала, что они предпочитают спариваться с мышами, имеющими их собственный тип ABP. Другими словами, они опосредуют половой отбор в популяции мышей", — пояснил Карн.
Исследователи планируют продолжить изучение этой гипотезы и надеются, что их открытия возродят интерес к этой области науки.
"Многие из этих SCGB могут быть ценны для решения медицинских проблем... Группа эволюционных биологов и генетиков, которая проводила встречу 25 лет назад, по сути, уже на пенсии, поэтому мы надеемся, что больше людей заинтересуется этой областью", — заключил Карн.