Розшифровка більш тонкого геному виявляє зв’язки з людьми

Досить маленькі, щоб поміститися на вашій долоні, з величезними очима та апетитом до м’яса, ковзани - це аномалія природи. Вони також є нашими далекими двоюрідними братами, на думку вчених з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, які нещодавно проводили секвенування та аналіз генома тарси.

Висновки, опубліковані 6 жовтня у Nature Communications, ставлять тар'єри на важливу гілку еволюційного дерева приматів - вздовж тієї ж гілки, яка веде до мавп, мавп і людей.

"Ми здійснили послідовний аналіз не лише для того, щоб визначити, де вони вміщуються в еволюції приматів, але тому, що їх фізіологія, анатомія та поведінка в процесі годування дуже унікальні", - сказав Веслі Уоррен, доктор філософії, доцент генетики та старший автор дослідження.

Тар'єри - єдиний виключно хижий примат, що харчується комахами та дрібними птахами, гризунами та ящірками. Маючи очі вдвічі більші за мозок, голову, яка може обертатися на 180 градусів у кожному напрямку, і можливість відстежувати здобич за допомогою ультразвуку, крихітні тварини є грізними нічними мисливцями. Їхні ноги і ступні пристосовані для раптових, потужних стрибків, з витягнутою кісточкою гомілковостопного суглоба, тарсом, за що вони названі.

Позиція тар'єрів серед приматів вважається суперечливою. Їх зуби та щелепи більше схожі на "мокрих" приматів, таких як лемури, але їхні очі та ніс більше схожі на "сухих" приматів, таких як мавпи та люди.

Проводячи послідовний розклад повного генома тригера, Уоррен, Юрген Шміц з університету Мюнстера в Німеччині та його колеги остаточно віднесли тар'є до категорії сухих носів.

Дослідники проаналізували послідовності ДНК, відомі як транспозони, або "гени, що стрибають", які можуть переходити з однієї частини геному в іншу, часто дублюючи себе в процесі. З часом транспозони втрачають здатність стрибати. Нові транспозони можуть переходити до старих транспозонів, але не навпаки. Проаналізувавши, які транспозони були вбудовані в інші, дослідники змогли визначити, коли певні сімейства транспозонів втрачають здатність стрибати, і тим самим датувати різні сімейства транспозонів.

Дослідники порівняли сімейства транспозонів смоленців, людей, кущів (примат із мокрим носом) та мавп-білок (примат із сухим носом). Тарсьє ділився недавніми сім'ями транспозонів з білокавчими мавпами та людьми, і лише найстаріші з кущовими дітками, вказуючи на те, що тар'єри належать до приматів із сухим носом.

"Стрибаючі гени допомагають нам зрозуміти, як види розходилися між собою мільйони років тому", - сказав Шміц. "Тарсьєрний геном - це сучасний архів еволюційних змін, що призвели до людей".

Наявність повного генома «tarsier» також дозволило дослідникам всебічно вивчити гени, які роблять tarsiers унікальними. Оскільки, наприклад, очі та кістки гомілковостопного суглоба настільки сильно відрізняються від інших приматів, гени, пов'язані з ростом та розвитком очей або кісток, ймовірно, також відрізнятимуться.

Порівнюючи послідовності генів з тар'єрів та інших приматів, дослідники виявили 192 гени, які змінюються швидше або повільніше, ніж те, що відбувається в інших приматів. Ці гени, ймовірно, пов'язані з незвичайними рисами тарсьє. Потім вони відсканували наукову літературу, щоб виявити захворювання людей, пов'язані з цими генами, і виявили 47 хвороб. Близько чверті були пов'язані із зором, а інша чверть - з проблемами опорно-рухового апарату.

"Глибокіші гени, які демонструють унікальні зміни, можуть дати нам підказку про захворювання людини, що стосуються тих самих генів", - сказав Уоррен. "Якщо амінокислота була однозначно змінена, і вона, імовірно, асоціюється з новою мускулатурою Тарсьє, можливо, це важлива частина білка і варта більш детального вивчення, коли пов'язана із захворюваннями людини".

Аналіз генома тар'є також показав, що ці захоплюючі тварини демонструють ознаки скорочення популяції.

"Ми вважаємо, що чисельність населення зменшується і не відновлюється", - сказав Уоррен. "Більша частина зменшення відбувається через втрату середовища існування, але торгівля домашніми тваринами також сприяє. Після захоплення, на жаль, часто результатом є смерть через фізичні та дієтичні потреби, які не задовольняються. Можливо, що деякі більш дрібні види зникнуть, якщо ми не змінюємо ці траєкторії ".

Дослідники сподіваються отримати ДНК від інших вищих видів та популяцій, які, серед інших досліджень, вони планують використовувати для оцінки стану здоров’я більш високої популяції.

"Якщо ми можемо скласти послідовність геномів інших тар'єрів, ми можемо виміряти різноманітність популяцій. Популяція з більшою кількістю різноманітності повинна бути більш здатною пережити зміни в навколишньому середовищі", - сказав Уоррен. "Це допоможе нам визначити, наскільки вони насправді перебувають під загрозою зникнення, щоб ми могли вжити заходів для їх кращого захисту".