Гены птиц работают по-разному у самцов и самок благодаря альтернативному сплайсингу

Учёные из Университета Шеффилда обнаружили, что, хотя у самцов и самок птиц практически идентичный набор генов, они функционируют по-разному у каждого пола благодаря механизму альтернативного сплайсинга.

Самцы и самки одного вида птиц могут разительно отличаться. Помимо фундаментальных различий в репродукции, полы могут демонстрировать глубокие различия в поведении, окраске, метаболизме, заболеваемости и жизненном цикле. Целью команды было понять, как развиваются эти замечательные различия, несмотря на то, что самцы и самки имеют в основном одну и ту же ДНК.

Тейя Роджерс, ведущий автор исследования: «Один из ярких примеров различий между самцами и самками птиц — павлин. У самцов великолепное оперение, в то время как самка-пава относительно тусклая. Длинный хвост и яркая окраска павлина эволюционировали, чтобы помочь им привлекать партнёров, но такие броские черты могут иметь и негативные стороны, например, делать их более заметными для хищников. Подобные черты полезны для самцов, но могут не быть полезными для самок, поэтому птицы должны найти способ развивать разные характеристики. Мы предположили, что секрет этих различий должен заключаться в понимании того, как одни и те же гены экспрессируются и функционируют по-разному у самцов и самок».

Команда изучила геномы нескольких видов птиц, чтобы понять, как у них проявляются эти разные качества у самцов и самок.

Гены кодируют белки — большие сложные молекулы, которые управляют процессами в организме и отвечают за функцию и структуру тканей тела. Прежде чем гены могут быть использованы для производства белков, их последовательность ДНК транскрибируется в РНК — промежуточную молекулу, содержащую инструкции для создания белков.

Учёные обнаружили, что самцы и самки различаются по тому, как фрагменты РНК «сшиваются» вместе. Это означает, что один и тот же ген может производить большое количество различных белков и функций в зависимости от того, в каком поле экспрессируется ген. Этот процесс и называется альтернативным сплайсингом.

Доктор Элисон Райт, старший автор исследования: «Вполне вероятно, что этот генетический процесс действительно важен для создания биоразнообразия, не только у птиц, но и во всём животном царстве».

Исследование, опубликованное в Molecular Biology & Evolution, выявило сотни генов птиц, которые используют этот метод для обеспечения эволюции половых различий. Исследователи показали, что эти гены эволюционировали удивительно быстро в результате различных давлений отбора, испытываемых самцами и самками.