Студент аннотировал геномы крокодилов, аллигаторов и гавиалов для эволюционного исследования
Докторант Университета Делавэра Колин Керн в течение полутора лет занимался аннотацией геномов миссисипского аллигатора, гребнистого крокодила и гангского гавиала. Эта работа помогла международной группе исследователей определить эволюционные паттерны общих предков архозавров — группы, включающей крокодилов, динозавров и птиц.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Керн, специализирующийся в компьютерных науках, работал над проектом с профессором Карлом Шмидтом. Их задача состояла в том, чтобы определить расположение конкретных генов в секвенированных геномах трёх видов.
Существует два основных подхода к определению локации генов:
- Предсказание на основе существующих знаний и поиска последовательностей ДНК, маркирующих начало гена.
- Сравнение с известными геномами других видов. «Вся жизнь эволюционирует, и если углубиться достаточно далеко, у любых двух видов найдётся общий предок», — пояснил Керн. Нахождение сходной последовательности в новом геноме позволяет предположить, что это тот же ген.
Для каждого вида необходимо было найти около 20–25 тысяч генов. Для обработки таких объёмов данных Керн использовал две программы:
- Augustus — для первоначального предсказания генов.
- Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) — для поиска схожих генов и присвоения им названия и функции.
Исследователи взяли предсказанные, но неидентифицированные гены крокодилов и сравнили их с генами курицы с помощью BLAST. «Мы начали с курицы, потому что птицы — наиболее близкая к крокодилам группа, а курица — вероятно, самый изученный вид птиц», — сказал Керн. Это позволило определить функцию многих генов крокодилов.
После идентификации генов в Университете Делавэра результаты были переданы учёным в другие институты для завершения исследования.
Ключевой вывод исследования: скорость эволюции крокодилов исключительно низка. Например, геномы крокодила и аллигатора, разделившихся около 80 миллионов лет назад, более схожи, чем геномы двух видов млекопитающих, разошедшихся всего 20 миллионов лет назад.
Полученные данные вместе с недавно опубликованными геномами птиц также позволили исследователям реконструировать частичный геном общего предка архозавров. Это создаёт инструмент для изучения генетического «исходного материала» крокодилов, птиц и динозавров.