Орангутаны сохранили древний приматный Alu-элемент

Alu-элементы проникли в геном предков приматов около 65 миллионов лет назад. Поскольку, однажды появившись, Alu-элемент редко теряется, их сравнение между видами позволяет изучать эволюцию и разнообразие приматов. Новое исследование, опубликованное в журнале Mobile DNA, обнаружило единственный Alu-элемент, который, по-видимому, является предковым для человекообразных обезьян и уникальным образом размножился в геноме орангутана.

Анализ последовательностей ДНК показал наличие более миллиона Alu-элементов в геноме каждого примата, многие из которых видоспецифичны: 5000 уникальны для человека, а 2300 — для шимпанзе. В отличие от них, линия орангутанов (суматранских и борнейских) имеет только 250 специфичных Alu.

Эти небольшие мобильные элементы ДНК могут копировать себя, используя механизм, сходный с ретровирусами. Однако из-за неточности этого процесса сегмент «хозяйской» ДНК дублируется в местах вставки Alu. Эти «следы», известные как «дупликации сайта-мишени», можно использовать для идентификации вставок Alu. Alu-элементы можно рассматривать как молекулярные ископаемые: общая последовательность и расположение Alu в геноме указывает на общего предка.

Исследователи из Университета штата Луизиана в сотрудничестве с Зоологическим обществом Сан-Диего и Институтом системной биологии в Сиэтле обнаружили единственный Alu-элемент, который присутствует у человекообразных обезьян, но отсутствует у гиббонов и сиамангов. Это говорит о том, что он был приобретен после расхождения предков этих видов. Этот Alu-элемент-основатель был найден в интроне (некодирующей ДНК) на хромосоме 7.

Последующие копии этого Alu, обнаруженные в виде вставок в хромосомы 4, 17 и 12, уникальны для орангутанов. Это позволяет предположить, что Alu-основатель встроился до того, как орангутаны отделились от других членов семейства Hominidae (людей, горилл и шимпанзе). Суматранский орангутан также имеет копию этого Alu в хромосоме 13 и приобрел дочерний Alu, который быстро распространился в хромосомы 21, 2b и 17. Эти дополнительные вставки позволяют точно определить момент расхождения суматранских и борнейских орангутанов.

Предковый Alu был гораздо менее активен у других человекообразных обезьян, но всё же может давать информацию о видообразовании. Находясь в хромосоме 7, этот Alu приобрел три мутации, которые можно проследить до момента разделения горилл с людьми и шимпанзе. Впоследствии он скопировал себя в хромосому 3 человека, что указывает на то, что это событие произошло уже после отделения человека от бонобо и шимпанзе.

Профессор Батцер, руководивший этим исследованием вместе с Джерилин Уокер и Мириам Конкель, пояснил: «Несмотря на общую низкую активность ретротранспозиции Alu у орангутанов, этот предковый Alu, всё ещё присутствующий в хромосоме 7, дуплицировался у них быстрее, чем у других Hominidae, и, вероятно, послужил древним «пассажиром на заднем сиденье», который способствовал недавней экспансии семейства Alu, специфичной для орангутанов».