Самый длинный геном среди всех животных на Земле принадлежит не гиганту или существу с развитым интеллектом, а извивающемуся водному обитателю, застрявшему на пороге к жизни на суше. Это легочные рыбы — класс пресноводных позвоночных, чьи необычные характеристики отражены в их колоссальном генетическом коде. Способные дышать как воздухом, так и водой, с конечностями, напоминающими плавники, и развитым скелетом, эти древние создания предполагаются общими предками всех четвероногих позвоночных. Исследование опубликовано в журнале Nature, об открытии сообщает Университет Констанца (Германия).
Ученые совершили прорыв, расшифровав геном южноамериканской легочной рыбы (Lepidosiren paradoxa). С более чем 90 миллиардами оснований он оказался крупнейшим среди всех животных и более чем вдвое больше, чем геном предыдущего рекордсмена, австралийской легочной рыбы. Одиннадцать из 19 хромосом южноамериканской легочной рыбы по отдельности длиннее всего человеческого генома, который насчитывает почти 3 миллиарда оснований.
Эта ДНК примерно в 30 раз длиннее человеческого генома. Команда насчитала около 20 000 кодирующих последовательностей, что оставляет много «мусорной» ДНК для дальнейшего исследования.
Фото: Katherine Seghers, Louisiana State University
Причина того, что геном Lepidosiren такой огромный кроется в большом количестве «прыгающих генов» — транспозонов. Такие последовательности могут копироваться и перемещаться в пределах генома, что может вызывать как вредные, так и полезные генетические изменения. Транспозоны могли играть значительную роль в эволюции четвероногих. Последние 100 миллионов лет каждые 10 миллионов лет геном увеличивался на размер генома человека. Ученые объясняют это низким уровнем вещества piRNA, подавляющего активность транспозонов, что позволяло геному легочной рыбы свободно расти.
Легочные рыбы получили свое название благодаря наличию легких, что позволит им жить на суше. Африканская, южноамериканская и австралийская легочные рыбы считаются живыми ископаемыми, и их сравнение помогает понять ключевой момент в эволюции жизни на Земле. Сравнение геномов подсказывает, как они разделились на виды и эволюционировали последние 100 миллионов лет. Австралийские легочные рыбы имеют одно легкое и могут использовать жабры, тогда как африканские и южноамериканские — атрофированные жабры и пару легких.
Несмотря на сложность, геном оказался стабилен в своей структуре, что позволило исследователям реконструировать хромосомную архитектуру предков всех тетраподов. Геномы всех трех линий легочных рыб теперь дают возможность дальнейших исследований, которые могут пролить свет на то, как лопастеперые предки тетраподов завоевали сушу в девонский период.
Другие новости по теме...
