Истинные гибридные мыши могут раскрыть механизм возникновения новых видов

В своём последнем исследовании, опубликованном посмертно в журнале Science Advances, генетик Джеймс МакГрат и его коллеги из Йельского университета изучили генетический феномен, который его интересовал.

При обычном оплодотворении зигота получает генетическую информацию от обоих родителей, но цитоплазму — только от яйцеклетки. Органеллы из цитоплазмы сперматозоида не передаются. Учёные задались вопросом: что, если смешать не только генетический материал, но и цитоплазму?

Чтобы это выяснить, исследователи скрестили два разных вида мышей: Mus domesticus и Mus spretus. Они создали зиготы, содержащие ядерный материал и цитоплазму как от самца M. domesticus, так и от самки M. spretus. Этот подход они назвали «истинной гибридизацией».

При естественном скрещивании самца M. domesticus и самки M. spretus потомства не рождается. Однако с помощью техники «истинной гибридизации» потомство появилось. Это указывает, что что-то в мужской цитоплазме смогло преодолеть репродуктивный барьер.

Потомство сильно отличалось от обоих родительских видов.

• Оно было намного крупнее любого из родителей.
• У гибридов наблюдались совершенно иные модели роста и метаболизма.

Эти физические и физиологические различия указывают на потенциальный механизм эволюции. Теоретически, случайное попадание мужской цитоплазмы в яйцеклетку при оплодотворении может привести к резкому скачку в фенотипе и, как следствие, к возникновению новых видов.

«Этот скачок в фенотипе, который мы видим у истинных гибридных мышей, на мой взгляд, представляет собой потенциальный шаг для эволюции», — сказал соавтор исследования Тамаш Хорват.

Некоторые загадки остаются. Все полученные в исследовании истинные гибридные мыши были самцами и стерильными. Для выяснения причин этого, а также для определения конкретных компонентов цитоплазмы, ответственных за наблюдаемые эффекты, потребуются дальнейшие исследования.

Джеймс МакГрат, скончавшийся в марте, был известен своим открытием в 1984 году геномного импринтинга — явления, когда определённые гены несут «отпечатки», влияющие на их активность у потомства. Его последняя работа показала, что различная среда цитоплазмы яйцеклетки может приводить к разному развитию потомства.