​Ученые из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН совместно с коллегами из Италии, США, Чехии, Голландии, Австралии расшифровали геном комодского варана. Это позволило составить генеалогическое древо ящера и получить материалы для дальнейшего анализа его физиологических особенностей. Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Ecology&Evolution

С помощью метода, разработанного в лаборатории ИМКБ СО РАН, была произведена сборка хромосом методом in silico (компьютерное моделирование). Такого рода геномные сборки хромосомного уровня, для получения которых хромосомы делятся на фракции с помощью проточного сортинга (разделение по размерам) или микродиссекции, являются особенностью института. Этот метод включает частичное прочтение хромосом специфичной библиотеки ДНК с последующим приписанием результатов неполной сборки — скаффолдов — к определенной хромосоме. Большинство современных видов в открытых базах данных собраны только до протяженных скаффолдов, но не приписаны к хромосомам, что делает невозможными многие важные выводы, в том числе и об эволюции половых хромосом. Именно поэтому иностранные ученые обратились к новосибирским коллегам за помощью.

 
Комодской варан (или комодский дракон) — уникальное животное. Это самый крупный ящер: длина самца — 2,6 метра, самки — 2,3 метра, вес может достигать ста килограммов. Крупнейшие представители этого вида достигают в длину более 3 м и весят 130 кг. Они являются самыми выносливыми из ящеров и способны на долгие физические нагрузки, прекрасно плавают и развивают скорость на суше до 20 км/ч.
 
У комодских варанов есть несколько уникальных особенностей. Во-первых, специфическое строение митохондрий, что позволило этим ящерам улучшить энергетическую и аэробную функцию. Во-вторых, особое строение сердечно-сосудистой системы: обычно у рептилий трехкамерное сердце, но у варанов оно четырехкамерное, и есть раздельные круги кровообращения, что приближает их к млекопитающим и птицам. В-третьих, ряд изменений в хеморецепторной системе (отвечающей за восприятие химических стимулов, например обоняние и вкус): у этих ящериц развит вомероназальный орган (орган Якобса), который усиливает обонятельную чувствительность и позволяет замечать добычу за несколько километров. В-четвертых, произошло усовершенствование свертываемости крови: вараны нашли механизм защиты против яда своих же сородичей.
 
Всего за время исследования был выявлен 201 ген с признаками положительного отбора, многие из которых повлияли на сердечно-сосудистую, энергетическую и хеморецепторную системы варана. Дальнейшие планы включают изучение генов половых хромосом и идентификацию гена — триггера развития по женскому типу у варановых. Данные о генах, прошедших положительный отбор, будут важны для сравнения с другими видами позвоночных и понимания направления эволюционных процессов в целом.
 
Половые хромосомы этого ящера гомологичны 28-й хромосоме курицы или 18-й ящерицы каролинский анолис (это стало известно после сравнения генома варана с родственными видами). У разных групп рептилий разные участки ДНК отвечают за определение пола потомства. Сложность их изучения в том, что половые хромосомы очень маленькие, они плохо собираются, и нужна особая техника для их прочтения. Гены, которые отвечают за пол потомства, до сих пор не определены.
 
Любопытный случай размножения зафиксирован у самки комодского варана, жившей в зоопарке. Дело в том, что эти рептилии обладают способностью к партеногенезу (однополому размножению) в особых условиях. Интересно, что у варанов механизм партеногенетического самовоспроизведения идет по такому способу, что все детеныши оказываются самцами. Это связано с тем, что при мейозе сначала происходит редукция (уменьшение) числа хромосом, а потом слияние их гамет, несущих одинаковую половую хромосому. При этом условии выжили только носители ZZ-хромосом (самцы), а особи WW оказались нежизнеспособными. 
 
«Ящерицы с их многочисленными видами всегда привлекали наше внимание. Мы давно работаем с разными группами рептилий, и каждый раз находим какие-то особенности, которые проливают свет на эволюцию позвоночных в целом. Но сейчас численность многих видов рептилий сокращается, они не выдерживают конкуренции ни с млекопитающими, ни с человеком. Поэтому на нас лежит ответственность сохранить виды варановых, чему может помочь понимание их генетических особенностей», — подвел итог ведущий научный сотрудник ИМКБ СО РАН доктор биологических наук Владимир Александрович Трифонов.
 
Алёна Гунько

Источники

Комодский дракон оказался родней курицы - ученые СО РАН
Ndn.info, 03/09/2019
Загадка короля ящериц
Наука в Сибири (sbras.info), 03/09/2019
Ученые Академгородка разгадали тайну короля ящериц
Академия новостей (academ.info), 03/09/2019
Новосибирские ученые расшифровали геном крупнейшего из ныне живущих ящера
Новосибирские новости (nscn.ru), 03/09/2019
Загадка короля ящериц
Новости Науки (sci-dig.ru), 03/09/2019
Загадка короля ящериц
Российская академия наук (ras.ru), 03/09/2019
Ученые из Новосибирска расшифровали геном комодского варана
ИА Regnum, 03/09/2019
Ученые обнаружили родство между комодским драконом и курицей
Российская газета (rg.ru), 03/09/2019
Ученые обнаружили родство между комодским драконом и курицей
Курские известия (kursk-izvestia.ru), 03/09/2019
Ученые обнаружили родство между комодским драконом и курицей
Seldon.News (news.myseldon.com), 03/09/2019
Ученые разгадали тайну "короля ящериц"
Хартия'97 (charter97.org), 03/09/2019
Новосибирские ученые узнали о родстве комодского дракона и курицы
ГТРК Новосибирск, 03/09/2019
В Сибири разгадали тайну "короля ящериц"
Pcnews.ru, 03/09/2019
В Сибири разгадали тайну "короля ящериц"
Seldon.News (news.myseldon.com), 03/09/2019
В Сибири разгадали тайну "короля ящериц"
Популярная механика (popmech.ru), 03/09/2019
В Сибири разгадали тайну "короля ящериц"
Новости@Rambler.ru, 03/09/2019
Новосибирские ученые расшифровали геном комодского варана
RuNews24 (runews24.ru), 04/09/2019
Новосибирские ученые расшифровали геном комодского варана
Seldon.News (news.myseldon.com), 04/09/2019
Ученые разгадали тайну "короля ящериц"
Tip.by (tip.by), 03/09/2019
Ученые из Новосибирска расшифровали геном комодского варана
The world news (theworldnews.net), 03/09/2019
Ученые обнаружили родство между комодским драконом и курицей
The world news (theworldnews.net), 03/09/2019
Ученые из Новосибирска расшифровали геном комодского варана
Ecocommunity.ru (ecocommunity.ru), 03/09/2019
Новосибирские ученые расшифровали геном комодского варана
Московский Комсомолец # Новосибирск (novos.mk.ru), 04/09/2019
Геном драконов из Индонезии расшифровали в Новосибирске
Новости России (vestirossii.com), 04/09/2019
Геном драконов из Индонезии расшифровали в Новосибирске - Спецкор Новости
Свежие новости России и мира (da-te.ru), 04/09/2019
Геном драконов из Индонезии расшифровали в Новосибирске
Bisnes-sodeistvie.ru, 04/09/2019
Геном драконов из Индонезии расшифровали в Новосибирске
Newsepicenter.ru, 04/09/2019
Геном драконов из Индонезии расшифровали в Новосибирске
Новосибирские новости (nscn.ru), 04/09/2019
Геном драконов из Индонезии расшифровали в Новосибирске
Московский Комсомолец (mk.ru), 04/09/2019
Новосибирские ученые расшифровали геном комодского варана
HOLME SPACE (holme.ru), 04/09/2019
Новосибирские ученые нашли связь между королем ящериц и курицей
РИА НовосПресс (novospress.ru), 04/09/2019
Новосибирские ученые нашли связь между королем ящериц и курицей
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 04/09/2019
Ученые узнали о родстве комодских варанов и куриц
Рен ТВ (ren.tv), 09/09/2019
Ученые ИМКБ СО РАН совместно с зарубежными коллегами расшифровали геном комодского варана
Научная Россия (scientificrussia.ru), 13/09/2019

Похожие новости

  • 10/11/2016

    Новосибирские ученые - соавторы статей, вышедших в журнале Nature

    ​В октябрьском номере журнала Nature вышли три статьи, в которых анализируются результаты недавно законченного секвенирования большого количества геномов из многих популяций мира.  Получены данные, позволяющие дополнить представления о древних миграциях из Африки, заселении Евразии и Австралии людьми современного типа, а также уточнить вклад в наш геном неандертальцев и денисовцев.
    1095
  • 04/06/2019

    Обская стерлядь генетически более разнообразна, чем енисейская

    ​Ученые Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН с коллегами из Томска, Красноярска, Санкт-Петербурга и Ульяновска исследовали генетическое разнообразие стерляди в бассейнах сибирских рек и выяснили, что обь-иртышская и енисейская популяции изолированы друг от друга.
    379
  • 13/12/2017

    Сибирские ученые исследуют почвы

    Принято считать, что из-за плохой экологии в городах потребляемая нами пища загрязнена тяжелыми металлами, а нередко и радиоактивными элементами. Однако исследователи, уже много лет изучающие почвы и кормовые культуры Сибири, утверждают: это не так, и по части тяжелых металлов наблюдается даже не переизбыток, а недостаток, который нужно как-то восполнять.
    870
  • 16/08/2019

    Ученые СО РАН и КНДР подписали договор о сотрудничестве в сфере биомедицины

    ​Биологи планируют обмен опытом, совместные научные работы и практику молодых специалистов на базе Сибирского отделения РАН по разным направлениям, в частности — диагностике рака и изучению вируса клещевого энцефалита.
    427
  • 30/10/2017

    Ученые СО РАН ищут следы жизни в разных условиях

    ​Говоря о жизни на других планетах, мы обычно представляем себе Землю-2: синее небо, зеленая растительность, золотой песок. Однако ученые ищут следы жизни в совершенно разных условиях - в том числе и под толщей льда некоторых небесных тел.
    777
  • 05/12/2017

    В НГУ создадут лабораторию по изучению эпигенетических механизмов

    Новосибирский государственный университет получил мегагрант правительства РФ на изучение эпигенетических механизмов неменделевского наследования. Работу над проектом возглавят английский ученый Прим Сингх и заведующий отделом регуляции генетических процессов и лабораторией геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Степан Николаевич Белякин.
    918
  • 21/08/2017

    Ученые Новосибирска и Татарстана участвуют в проекте по изучению и охране пернатых хищников

    ​Учебно-научная лаборатория "Мониторинг и охрана птиц" была создана на кафедре биологии и экологии Елабужского института КФУ в 2014 году. Ее приоритетной задачей является изучение и сохранение орнитофауны Республики Татарстан.
    789
  • 22/03/2019

    Новосибирские биологи совместно с иностранными коллегами изучили общего предка коровы и кита

    ​Ученые из Англии, США, Китая и России определили все основные перестройки хромосом и геномов китопарнокопытных во всех круциальных (подверженных эволюционной трансформации участках хромосом) точках их эволюции.
    444
  • 04/03/2016

    Ольга Лаврик: политический кризис - не помеха для взаимодействия ученых

    ​За большой вклад в укрепление научного сотрудничества между Россией и Францией  заведующей лабораторией Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН члену-корреспонденту РАН, профессору Ольге Ивановне Лаврик  было присвоено звание кавалера ордена Академических пальм.
    2318
  • 06/12/2017

    АлтГУ разрабатывает инновационные лекарственные препараты в рамках стратегического проекта

    ​Алтайский государственный университет активно реализует стратегический проект по внедрению инновационных методов получения и использования лекарственного сырья природного происхождения и лекарственных средств на его основе.
    1383