Подводный предок человека "украл" десятки чужих генов 10 млн лет назад

В 1938 году у берегов Южной Африки была случайно поймана в сети живая реликвия, которая считалась вымершей 65 млн лет назад. Об этом сообщает Science Alert.

Речь идет о коморской латимерии (Latimeria chalumnae), которая вырастает в длину до 2 метров и является ближайшем родственником человека среди рыб. Ранее считалось, что гигантская рыба почти не изменилась за почти 4000 млн лет своей жизни на Земле.

Но теперь новые генетические данные показывают, что этот глубоководный хищник претерпел скрытую, но масштабную эволюцию на генетическом уровне – путем захвата генов у других видов.

Открытие было сделано молекулярным генетиком из Университета Торонто Исааком Йелланом. Он искал в генетических базах данные о предке человеческого гена CGGBP1. Множество вариаций этого гена обнаружилось у латимерии.

Еще более странным было то, что эти разные вариации гена CGGBP не имели общего предка друг с другом. Всего у латимерии было найдено 62 новых гена, которые были получены латимерией от других, неродственных видов (примерно 10 млн лет назад) – посредством горизонтального переноса генов. Это процесс, в котором организм передает генетический материал организму-непотомку. В вертикальном переносе генов, напротив, организм получает генетический материал от предка.

Такие гены, обладающие способностью "прыгать" даже между геномами, немного напоминающие вирус, известны как транспозоны. Если они прыгают в нужное место в геноме, клеточный аппарат скопирует их, как и любой другой ген. Иногда, транспозоны попадают не в то место, нанося при этом вред.

В третьем случае, транспозоны могут оказаться в положении, которое принесет пользу для хозяина. В конечном итоге, гены теряют способность прыгать и остаются в новом месте в геноме вида, что и произошло с латимерией.

"Горизонтальный перенос генов нечеткий в картине происхождения транспозонов, но мы знаем по другим видам, что это может происходить в результате паразитизма. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что такие гены несколько раз встраивались в геном латимерии на протяжении всей истории эволюции", – говорит Йеллан.

Обычно транспозоны обнаруживаются и у других видов, но крайне редко в таком количестве.

Лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование показали, что по крайней мере 8 белков, которые эти гены кодируют, связываются с различными повторяющимися последовательностями ДНК. Это позволяет предположить, что найденные гены, также как и их человеческая версия, участвуют в регуляции генов. Некоторые из них экспрессируются только в определенных тканях.

"Мы не знаем, что делают эти 62 новых гена, но многие из них кодируют ДНК-связывающие белки, вероятно, играя свою роль в регуляции генов, где даже незначительные изменения важны в эволюции", – объясняет молекулярный генетик из Университета Торонто Тим Хьюз.

Также ученые подчеркивают, что у латимерии есть лопастеперые плавники, похожие на ноги, поэтому этот вид очень близок к нам и нашим ближайшим родственникам – двоякодышащим рыбам. Исследователи считают, что общий далекий предок поможет разгадать тайны нашей собственной эволюции.

К сожалению, латимерии редко встречаются и находятся под угрозой полного исчезновения, поэтому возможности их изучения ограничены. Но даже та небольшая информация о виде уже приносит свои плоды.

По словам ученых, гены латимерий продемонстрировали, что транспозоны потенциально играют большую роль, чем предполагалось ранее, в эволюции четвероногих.