​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. В результате сложной работы по секвенированию отдельных участков хромосом и биоинформатического анализа было установлено, что эти перестройки напрямую связаны с активностью генов. Так, изменение активности одних и тех же генов у разных видов (например, у коровы и верблюда) приводит к физиологическим изменениям, например, в рождении детенышей, их питании и т. п.

Новая статья «Evolution of gene regulation in ruminants differs between evolutionary breakpoint regions and homologous synteny blocks» была опубликована в самом престижном в области геномики журнале «Genome Research». Среди 50 статей этого журнала, в которых соавторами были российские ученые, это вторая, где есть аффилиация НГУ.

В рамках исследования учеными Академгородка были отобраны 202 BAC-клона (бактериальные конструкции), покрывающих эволюционные точки разрывов хромосом. Места положения последовательностей BAC-клонов были проверены локализацией на метафазных хромосомах коровы и последовательно локализованы на хромосомах альпаки, серого кита, яванского оленька, сибирской кабарги, жирафа, лани и сибирской косули, черной антилопы, овцебыка и коровы. В работе использовался метод хромосомной живописи (ZooFISH) — хромосомы окрашивали специальными красителями, способными светиться в ультрафиолетовом или синем излучении, и сравнивали участки хромосом разных видов, чтобы определить, какие подверглись перестройке в процессе эволюции, а какие остались нетронутыми.

— Яванский оленек — принципиально важное для этого исследования животное, потому что он является предком целой группы жвачных. Он примечателен тем, что имеет примитивно развитую пищеварительную систему, в отличие от других жвачных, и может есть фрукты, беспозвоночных (крабов) и даже мелких грызунов. У коровы же, например, желудок сегментирован на четыре разных отдела, что позволяет ей питаться травой. Также геном оленька не был секвенирован, и наши уникальные данные стали основой для сравнения именно этой группы, — рассказала о части исследования аспирантка Факультета естественных наук НГУ Анастасия Проскурякова.

Кроме того, Анастасия работала над сравнением геномов коровы и жирафа, которого отличают необычная кровеносная система и опорно-двигательный аппарат.

Среди 20 соавторов статьи были представлены российские исследователи, в том числе выпускник НГУ Денис Ларкин (сейчас — сотрудник Университета Лондона и Института цитологии и генетики СО РАН), сотрудники совместной лаборатории 5-100 НГУ и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Александр Графодатский и Полина Перельман, аспирантка ФЕН НГУ Анастасия Проскурякова и научный сотрудник ИМКБ СО РАН Анастасия Кулемзина.

— На сегодняшний день эта глобальная работа единственная в своем роде, можно сказать, пионерская. Она определяет, как перестройки хромосом и геномов могли влиять на изменения активности целых групп генов, определяющих различия в физиологии у разных видов животных. Был установлен основной механизм, который мог бы повлиять на то, как у китов появилась способность жить в океане или почему корова научилась есть траву. В будущем, конечно, исследований на эту тему будет много, но ученым уже есть, на чем базироваться: они могут непосредственно изучать те группы генов, где существуют перестройки, — пояснил руководитель научного направления ИМКБ СО РАН доктор биологических наук Александр Графодатский

Источники

Новосибирские биологи совместно с иностранными коллегами изучили общего предка коровы и кита
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 21/03/2019
Ученые рассказали, что общего у кита и коровы
НИА Новосибирск (54rus.org), 22/03/2019

Похожие новости

  • 12/09/2019

    Объединенный ученый совет СО РАН по биологическим наукам поддержал кандидатов в члены РАН

    ​11 сентября 2019 года Объединенным ученым советом СО РАН по биологическим наукам поддержаны следующие кандидатуры. На вакансию академика РАН по специальности «физико-химическая биология» (вакансия – 1): 1.
    467
  • 04/08/2017

    Научная школа по молекулярной и клеточной биологии 2017 года

    5-6 октября 2017 года в ИМКБ СО РАН пройдет III Научная школа по молекулярной и клеточной биологии. Она станет продолжением серии научно-образовательных мероприятий, проводимых в ИМКБ с 2010 года.
    2032
  • 20/11/2019

    В новосибирском Академгородке пройдет очередной Академический час для школьников

    ​20 ноября 2019 года в 15.00 в Малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция  кандидата биологических наук Сергея Викторовича Кулемзина (ИМКБ СО РАН) "Клеточная иммунотерапия: перспективы и проблемы".
    303
  • 06/09/2016

    Бельгийский ученый выступит в Новосибирске с лекцией о вкладе геномных технологий в селекцию животных

    ​Приглашаем на лекцию ученого мирового уровня, профессора генетики и геномики факультета ветеринарной медицины университета г. Льеж, Бельгия, Мишеля Жоржа The impact of genomics in animal breeding (Вклад геномных технологий в селекцию животных).
    2091
  • 10/08/2018

    Ученые установили, что боли в спине связаны с генами и депрессией

    Коллектив ученых из России (Институт цитологии и генетики СО РАН и Новосибирский государственный университет), Великобритании, США и Нидерландов провел масштабное полногеномное исследование ассоциаций болей в пояснице и различных других состояний.
    911
  • 19/07/2019

    В ИЯФ СО РАН создают установку для щадящего избавления пациентов от рака

    Иногда путь перспективных, казалось бы, технологий в повседневную реальность тернист. Достаточно вспомнить управляемый термоядерный синтез. Особенно обидно, когда речь идет о спасении человеческих жизней, а методика лечения многие десятилетия остается экспериментальной.
    414
  • 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.
    2043
  • 13/07/2018

    Новосибирские ученые предложили создать Национальный центр генетических технологий

    ​ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выступил с инициативой создания Национального центра генетических технологий. Как рассказал избранный директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов, проект ЦГТ нацелен на решение сразу нескольких стратегических задач: «Прежде всего, мы хотим на одной площадке получить полный набор современных исследовательских технологий, обеспечивающий возможность фундаментального изучения генетических систем и процессов человека, животных, растений и микроорганизмов на базовых иерархических уровнях организации живых систем: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, экосистемном».
    1551
  • 28/08/2017

    После Дарвина и Энгельса: формула Колесникова

    ​Научная биография Чарльза Дарвина начиналась негромко. Вернувшись в 1836 году из кругосветного плаванья, он с 1838 года работал секретарем Лондонского геологического общества. И только в 1859-м опубликовал работу «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», ставшую основой теории эволюции и самого понятия «дарвинизм».
    1193
  • 11/09/2018

    В Новосибирске биологи обсудят метод, изменяющий реальность

    ​В технопарке новосибирского Академгородка открылся международный конгресс «CRISPR—2018», посвященный этому методу геномного редактирования. На конгресс съехалось около 360 ученых из США, Франции, Германии, Северной Кореи, Турции, Казахстана, Беларуси и 16 городов России, включая Москву и Санкт-Петербург.
    992