Морская губка помогла учёным раскрыть 700-миллионолетнюю загадку эволюции
Исследование студенистой морской губки пролило свет на сложную часть человеческого генома, что имеет значение для биомедицинских исследований и здравоохранения.
Австралийские учёные обнаружили, что люди и, вероятно, всё царство животных имеют общие важные генетические механизмы с желеобразной морской губкой (Amphimedon queenslandica) из Большого Барьерного рифа.
Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что некоторые элементы генома человека — полного набора ДНК организма — функционируют так же, как у доисторической морской губки. Этот механизм, управляющий экспрессией генов (ключевым фактором видового разнообразия в царстве животных), таким образом, сохранялся на протяжении 700 миллионов лет эволюции.
Учёные из UNSW, включая доктора Эмили Вонг из Института кардиологических исследований Виктора Чанга, провели эксперимент:
- Собрали образцы губки у острова Херрон (Большой Барьерный риф).
- В Университете Квинсленда извлекли из губки образцы ДНК.
- Ввели эту ДНК в отдельную клетку эмбриона рыбки данио-рерио.
- Повторили процесс с сотнями эмбрионов, вставляя также небольшие образцы ДНК человека и мыши.
Несмотря на миллионы лет эволюционной дивергенции, команда идентифицировала схожий набор геномных инструкций, контролирующих экспрессию генов у губки и человека.
Учёные сосредоточились на изучении энхансеров — участков ДНК, регулирующих экспрессию генов. Эти регионы сложно найти и изучить, они составляют значительную часть генетической «тёмной материи».
Ключевые выводы и значение:
- Это первый пример последовательности ДНК-энхансера, консервативной (сохранившейся) во всём царстве животных.
- Работа помогает лучше «читать» и понимать сложную «инструкцию к жизни» — человеческий геном.
- Исследование фокусировалось на древнем гене, важном для нервной системы, который также дал начало гену, критическому для развития сердца.
- Лучшая интерпретация генома углубляет понимание человеческих процессов, включая болезни и расстройства, многие из которых имеют генетическую основу.
- Это знание открывает путь к разработке новых методов лечения заболеваний.
Как отметил соавтор работы, профессор Марсель Дингер, это исследование — важный шаг к расшифровке «языка программирования» жизни, и новые знания будут способствовать прогрессу в медицине, технологиях и науках о жизни.