Перший геном амфібії розшифрований силами великої міжнародної команди, в яку входять провідні геномні центри США, Великобританії, Японії, Франції та Канади; координатори роботи - Об'єднаний інститут генома (Joint Genome Institute) в Уолнат Крик і Центр об'єднаного генома (Center for Integrative Genomics) Каліфорнійського університету в Берклі. Вчені секвенували ядерну ДНК західній шпорцевой жаби Xenopus tropicalis.
Родова назва шпорцевих жаб Xenopus на латині означає «дивна нога» - пальці її задніх ніг забезпечені кігтиками, якими жаба захищається від хижаків і утримується на стеблах рослин. Африканська шпорцевая жаба Xenopus laevis - улюблений модельний об'єкт ембріологів. У неї велика прозора ікра, зовнішнє запліднення, а її ембріонами легко маніпулювати. Але африканська жаба - тетраплоїдів, в її клітинах міститься не подвійний, а четверний набір генів, і її геном дуже великий - близько 3,1 мільярда пар основ. З цієї причини вчені вибрали для секвенування геном іншого виду - Xenopus tropicalis. У його геномі всього 1,7 мільярда пар основ.
Уффе Хелстен (Uffe Hellsten) і його колеги не тільки розшифрували ДНК-послідовність жаб'ячого генома, а й провели його структурний і порівняльний аналіз - порівняли з геномом людини і курки.
У жаби стільки ж генів, скільки у людини
Велика кількість генів жаба отримала від загального предка всіх хребетних, що жив приблизно 360 мільйонів років тому. Саме тоді амфібії відділилися від вищих хребетних (рептилій, птахів і ссавців).
У шпорцевой жаби вчені нарахували 20-21 тисячу генів, що кодують білки. Це приблизно стільки ж, скільки у людини. Цікаво, що більша частина цих генів гомологична генам людини, тобто має спільне з ними походження. Наприклад, у 79% всіх генів, пов'язаних з людськими захворюваннями, знайшлися родичі в геномі жаби. Тому, вважають вчені, жаба може послужити моделлю для вивчення механізмів і способів лікування багатьох хвороб людини.
Цілі блоки жаб'ячого генома, що знаходяться на одній хромосомі, по розташуванню генів виявилися схожі з блоками геномів людини і курки. Молекулярні генетики називають це сінтенічностью. У той же час вчені знайшли специфічні для амфібій злиття і розриви хромосом, які, очевидно, виникли вже після розбіжності ліній амфібій і вищих хребетних.
Більше третини генома жаби складається з мобільних елементів. Це вище, ніж у курки (9%), і близько до 40? 50% у людини. Здебільшого це ДНК-транспозони, а не ретротранспозонов, як у людини (відміну одних від інших полягає в тому, що ДНК-транспозони поширюються по геному безпосередньо, без допомоги РНК). Деякі мобільні елементи не зустрічаються у ссавців, рептилій і птахів, що вказує на їх виникнення у амфібій після розбіжності гілок еволюції.
У чому жаба нас обскакала
Геном жаби містить 1850 генних сімейств, що виникли шляхом множення генів (від двох до 160 копій). Найбільше множаться гени нюхових, смакових рецепторів і вомероназального органу, що сприймає феромони.
Відмінність є і в генах, що визначають ранні стадії розвитку ембріона - бластули і гаструлу. У ссавців один ген nodal, в той час як у жаби це сімейство складається з шести генів. Аналіз показав, що людина і курка втратили гени сімейства nodal, причому різні, а у жаби є повний комплект. Інші ембріональні гени присутні в геномі жаби, риб і курки, але відсутні у людини.
У амфібій є також дуже важливі для них гени, які загублені у вищих хребетних. Це гени, що кодують антимікробні білки шкіри (церулін, ксенопсін і інші). Білки виділяються шкірними залозами і грають велику роль в захисті амфібій від інфекцій.
Як і у інших хребетних, в геномі жаби є «генні пустелі» - ділянки не кодують послідовностей, вони займають около17%.
Розшифровка геному шпорцевой жаби дуже корисна для загального розуміння еволюції геному хребетних, кажуть вчені. Але результати можуть допомогти і самим жабам вижити в сучасному світі. Відомо, що амфібії за останні роки сильно постраждали. Вони сильніше, ніж інші тварини, страждають від забрудненого довкілля, так що стан популяцій може служити індикатором забруднення. Генні методи допоможуть зробити цей індикатор ще більш точним, так як на молекулярному рівні покажуть, як земноводні реагують на екологічні зміни.
джерело: infox.ru
Поля, відмічені знаком *, обов'язкові для заповнення.
Це вище, ніж у курки (9%), і близько до 40?
