Не такие уж и эгоисты: Ключевая роль транспозонов в эволюции млекопитающих

Транспозоны (ТЭ) — «эгоистичные» последовательности ДНК, способные перемещаться по геному. Они составляют 30–50% ДНК млекопитающих и представлены в человеческом геноме 4.5 миллионами копий. Ранее их считали генетическими «нахлебниками», но новые данные показывают, что хозяин может «приручать» ТЭ для полезных функций.

В новом исследовании (Nucleic Acids Research) профессор Хидэнори Нисихара провёл масштабный анализ такого «приручения». Он сосредоточился на роли ТЭ в эволюции молочной железы — ключевого органа млекопитающих.

Метод и ключевые результаты:

• Исследовались сайты связывания четырёх белков-регуляторов развития молочной железы: ERα, FoxA1, GATA3 и AP2γ.
• 20–30% всех сайтов связывания в геноме оказались расположены в ТЭ. Обнаружено до 38 500 ТЭ, содержащих хотя бы один такой сайт. Большинство из них — ретротранспозоны.
• Эти последовательности были более консервативны у разных видов, чем ожидалось, что указывает на их важную функцию, сохраняемую отбором.

Выводы и эволюционное значение:

Учёный полагает, что ТЭ были кооптированы для работы в качестве энхансеров — элементов, усиливающих транскрипцию генов, участвующих в развитии молочной железы. Анализ показал две основные волны приобретения таких регуляторных элементов:

1. 60–70% — у предка всех плацентарных млекопитающих (Eutheria).
2. 10–20% — у предка обезьян Нового Света (Simiiformes). Дополнительная волна приобретения сайтов связывания для ERα произошла у предка мышей и крыс (Muridae).

Таким образом, ТЭ, поставляя в геном огромное количество потенциальных регуляторных элементов, могли оказать существенное влияние на становление и эволюцию молочной железы у млекопитающих.

Профессор Нисихара ожидает, что аналогичные механизмы с участием ТЭ будут обнаружены и для других уникальных черт млекопитающих, таких как неокортекс, волосяной покров или вторичное нёбо.