Геном мармозетки проливает новый свет на биологию и эволюцию приматов

Международная команда учёных завершила секвенирование генома обыкновенной мармозетки — первого генома широконосой обезьяны (New World Monkey). Это даёт новую информацию об уникальной системе быстрого размножения, физиологии и росте мармозеток, расширяя понимание биологии и эволюции приматов.

Работа опубликована в журнале Nature Genetics.

Новый эволюционный уровень для сравнения

Ранее были секвенированы геномы человекообразных обезьян и макак, которые эволюционно близки к человеку. Геном мармозетки представляет отдельную, более далёкую от человека ветвь эволюционного древа приматов, что позволяет значительно расширить сравнительные исследования человеческого генома.

Секвенирование проводилось совместно Baylor College of Medicine и Washington University в Сент-Луисе.

Генетические основы уникальных черт

Исследование выявило уникальные генетические характеристики мармозеток:

  • Многоплодная беременность: Мармозетки стабильно рожают двойни без медицинских осложнений, в отличие от людей. Обнаружено, что ген WFIKKN1 у мармозеток, вероятно, является одним из ключевых «переключателей» между многоплодной и одноплодной беременностью.
  • Химеризм у двойняшек: Разнояйцевые близнецы мармозеток обмениваются кроветворными стволовыми клетками в утробе, что приводит к химеризму: от 10 до 50% клеток крови у одного животного несут ДНК его близнеца. Это уникальная для млекопитающих черта, не вызывающая у мармозеток медицинских проблем.
  • Кооперативное воспитание (Alloparenting): У мармозеток доминирующая пара в семье является основными производителями потомства, а их родственники активно ухаживают за детёнышами. Эти родственники при этом находятся в состоянии репродуктивного подавления. Такая система позволяет основным производителям размножаться снова очень быстро.
  • Маленький размер тела: Положительный отбор затронул пять генов оси гормона роста/инсулиноподобного фактора роста (GH-IGF), что может объяснить малый размер тела. Также идентифицирован кластер генов, влияющих на метаболизм и температуру тела — адаптации, связанные с малыми размерами.

МикроРНК и значение для исследований

Исследование предоставило новые данные о микроРНК — малых некодирующих молекулах РНК, регулирующих экспрессию генов. Обнаружены значительные отличия в микроРНК и их генах-мишенях у мармозеток по сравнению с людьми, включая два крупных кластера, потенциально вовлечённых в репродукцию.

Полная последовательность генома закладывает основу для будущих биомедицинских исследований на мармозетках, открывая новые пути для изучения аспектов здоровья и болезней человека.