Хромосомная живопись - это не образ, придуманный журналистами, а научный метод, который успешно применяется учеными, когда нужно не просто узнать буквы генома, но и понять, что они означают. Поэтическое название следует из самой процедуры: очень уж живописными получаются хромосомы, по-разному окрашенные флюорохромами - органическими красителями, способными флюоресцировать при их освещении ультрафиолетовыми, фиолетовыми или синими лучами.

Сейчас из всех "уголков" генетической науки несутся сообщения о том, что расшифрованы те или иные геномы животных и растений. Однако нужно понимать, что само по себе секвенирование - это лишь получение с помощью прибора гигантского набора кусков текстов. Ту же самую картину мы наблюдали бы, если бы книгу разорвали на миллиарды кусочков, а потом разными методами пытались понять, какой фрагмент текста откуда взят. Некоторые генетики работают на уровне букв, пытаясь сложить из них слова. Другие могут составить целые предложения. Третьи - занимаются тем, что располагают предложения друг за другом в правильном порядке. А вот те, кто складывает осмысленные куски текста в главы, - работают на уровне хромосом.

Первая хромосома - первая глава, ну и так далее. Всего у человека 22 главы плюс хромосомы X и Y. Хромосомы можно сравнить с футлярами, в которые "пакуются" гены. Если бы мы попытались набить шариками длинные носки, то получили бы примерно ту самую картину. Можно ли эти "носки" разложить по разным ящичкам-пробиркам? Этим и занимаются ученые, работающие методом хромосомной живописи.

Правда, дальше хромосомы нужно пометить разными цветами: например, первую - красным, вторую - синим, третью - оранжевым… А потом получается, что, имея разноцветные хромосомы из геномов разных животных, можно не только сравнить их друг с другом, но и понять, каким образом развитие определенного вида было встроено в эволюционную картину.

Как же технически можно это сделать? Поясняет доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Александр Графодатский: "После того как мы разложили хромосомы по разным пробиркам, мы можем взять первую хромосому человека и денатурировать ДНК. Денатурировать - это разделить две скрученные цепочки на две отдельные. Для чего это нужно? Когда ДНК двуцепочечная, к ней уже ничего присоединиться не может, она все свои химические связи заняла. А когда цепочки разошлись - все связи открыты. В этом случае мы можем создать гибрид: одну цепочку взять от одного вида животных, другую - от другого. Цепочки, как магниты, соединяются автоматически, причем теми местами, которые идентичны по содержанию".

Процесс присоединения одной цепочки к другой называется ренатурацией. Можно взять, например, одну первую хромосому ДНК африканской землеройки и положить ее на хромосомы африканского слона. Таким образом, кстати, стало понятно, что маленькая африканская землеройка и слон - ближайшие родственники. Подобным же образом "срослись" вдруг хромосомы кита и бегемота. С этого момента ученые считают их ближайшими родственниками и понимают, что кит - это сбежавший из болота в океан бегемот.

Получается, что метод открыл перед генетиками удивительные перспективы: теперь можно нарисовать с помощью хромосом эволюционную картину мира.

Рассказывает Александр Графодатский: "Когда мы провели очень много опытов, соединяя цепочки одних видов с другими, то есть выясняя гомологию (одинаковость) между человеком и, например, свиньей, мышью, хорьком, китом, мы получили возможность увидеть картину эволюции. Теперь можно предполагать, каким был предок в каждом таксоне: у китов, приматов, млекопитающих, плацентарных млекопитающих, сумчатых. Однако метод хромосомной живописи имеет и свои ограничения. Он не дает сравнивать хромосомы далеких видов, например человека и птицы. Тем не менее сравнить далекие виды можно с помощью полного секвенирования генома, когда его текст ясен до букв".

Сейчас одним из главных научных центров, в котором сосредоточены специалисты по методу хромосомной живописи, является Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук. Там собирается крупнейшая в мире коллекция клеточных культур. Возможно, именно сибирские генетики первыми представят миру подробную карту биологической эволюции.

Анна Урманцева

Источники

Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
123ru.net, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Cont.ws, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Agentnews.ru (agentnews.ru), 17/09/2017
Хромосомная живопись | Земля
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме - новости на сегодня 17.09.2017
News2world.net, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
BBC24.Net, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Новостной портал (novosti-onlajn.ru), 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Fromua.news, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Profi-news.ru, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Карельские Вести (kareliyanews.ru), 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Новости@Rambler.ru, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Newsmir.info, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
РИА Новости, 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
ГлобалОмск.ру (globalomsk.ru), 17/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Новости Науки (sci-dig.ru), 18/09/2017
Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме
Миопатия.by (mioby.ru), 18/09/2017

Похожие новости

  • 10/02/2017

    Новосибирские ученые секвенируют геном позвоночных

    ​Цель международного проекта Genome 10, стартовавшего в 2009 году - секвенирование генома десяти тысяч видов позвоночных. То, что одни из его участников, ученые Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН, займутся хищниками, было понятно сразу - эту группу здесь изучают много лет.
    549
  • 11/09/2017

    Можно ли одомашнить льва?

    ​"Прошло почти сорок пять лет с того момента, как умер лев, живший в семье Берберовых. Его звали Кинг, именно он снимался в фильме "Невероятные приключения итальянцев в России". Старшее поколение прекрасно помнит эту историю: Баку, семья, приютившая брошенного матерью львенка, выхаживание, массаж отказавших у малыша лап и безмерная любовь к этому существу главы семейства, архитектора Льва Львовича Берберова, его жены и двух детей Евы и Романа".
    176
  • 27/06/2017

    Новосибирские биологи стали участниками нового геномного проекта

    ​Ученые Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН примут участие в международном проекте по секвенированию генома всех видов эукариотов, то есть живых организмов, клетки которых содержат ядро - об этом рассказал заместитель директора ИМКБ СО РАН по научной работе доктор биологических наук Александр Сергеевич Графодатский на открытии II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике".
    390
  • 17/06/2016

    Академик Игорь Жимулёв: под диктовку генов

    В этом году Институту молекулярной и клеточной биологии СО РАН исполняется пять лет. За это время удалось существенно продвинуть уже ведущиеся исследования и организовать перспективные новые. О современном состоянии ИМКБ рассказывает его директор академик Игорь Фёдорович Жимулёв​.
    990
  • 29/11/2017

    Академик Марк Штарк в эфире программы «Есть мнение»

    Андрей Кузнецов и его гость академик Марк Штарк, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Научно-исследовательского Института молекулярной биологии и биофизики СО РАН, в эфире программы "Есть мнение" обсуждали реформы в Сибирском отделении Российской академии наук.
    72
  • 21/10/2016

    Какие стартапы зарабатывают на генетических исследованиях?

    ​Генетические тесты, которые позволяют подобрать фитнес-программу или узнать о творческих способностях ребенка, за пять лет в превратились из наукоемкого продукта в массовый сервис. Скрининги на основе таких тестов предлагают около десятка специализированных компаний, а услуги по расшифровке структуры ДНК появились в популярных сетях лабораторий.
    974
  • 24/05/2017

    CAR-клетки: идеальные солдаты против рака

    ​Лечение рака зачастую включает в себя методы с опасными последствиями: химио- и лучевую терапию, пересадку костного мозга... Однако с заболеванием можно бороться посредством клеток собственного организма — в том числе, чтобы минимизировать побочные эффекты.
    1043
  • 27/08/2016

    Десятая Международная конференция «Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology», BGRS\SB-2016

    С 29 августа по 2 сентября 2016 года Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ СО РАН, Новосибирск, Россия) проводит юбилейную 10-ую Международную мультиконференцию по биоинформатике регуляции и структуры геномов и системной биологии (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\ Systems Biology — BGRS\SB-2016).
    1751
  • 12/07/2017

    Ученые ИМКБ СО РАН исследовали ядерный белок гистон

    ​Учёные из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН исследовали, как ядерный белок гистон H1 распределяется по геному, и выяснили, что он участвует в регуляции времени репликации некоторых участков ДНК.
    294
  • 05/07/2017

    В новосибирском Академгородке прошла конференция по высокопроизводительному секвенированию в геномике

    ​​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН представили новые методы, использующие NGS секвенирование, уникальные для нашей страны, на II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике", прошедшей в новосибирском Академгородке.
    533