Підводний предок людини "вкрав" десятки чужих генів 10 млн років тому
Дослідники виявили у живої викопної риби 62 нових гени, отриманих від неспоріднених видів.
У 1938 році біля берегів Південної Африки була випадково спіймана в сітку жива реліквія, яка вважалася вимерлою 65 млн років тому. Про це повідомляє Science Alert.
Йдеться про коморську латимерію (Latimeria chalumnae), яка виростає в довжину до 2 метрів і є найближчим родичем людини серед риб. Раніше вважалося, що гігантська риба майже не змінилася за майже 4000 млн років свого життя на Землі.
Але наразі нові генетичні дані показують, що цей глибоководний хижак зазнав приховану, але масштабну еволюцію на генетичному рівні — шляхом захоплення генів в інших видів.
Відкриття було зроблено молекулярним генетиком з Університету Торонто Ісааком Єлланом. Він шукав у генетичних базах дані про предка людського гену CGGBP1. Безліч варіацій цього гена виявилося в латимерії.
Ще більш дивним було те, що ці різні варіації гену CGGBP не мали спільного предка один з одним. Усього в латимерії було знайдено 62 нових гени, які були отримані латимерією від інших, неспоріднених видів (приблизно 10 млн років тому) — за допомогою горизонтального перенесення генів. Це процес, у якому організм передає генетичний матеріал організму-ненащадку. У вертикальному перенесення генів, навпаки, організм отримує генетичний матеріал від предка.
Такі гени, що володіють здатністю "стрибати" навіть між геномами, трохи нагадують вірус, відомі як транспозони. Якщо вони стрибають у потрібне місце в геномі, клітинний апарат скопіює їх, як і будь-який інший ген. Іноді транспозони потрапляють не в те місце, завдаючи при цьому шкоди.
У третьому випадку транспозони можуть виявитися в положенні, яке принесе користь для господаря. У кінцевому підсумку, гени втрачають здатність стрибати і залишаються в новому місці в геномі виду, що й сталося з латимерією.
"Горизонтальне перенесення генів нечітке в картині походження транспозони, але ми знаємо з інших видів, що це може відбуватися в результаті паразитизму. Найбільш вірогідне пояснення полягає в тому, що такі гени кілька разів потрапляли в геном латимерії протягом всієї історії еволюції", — говорить Єллан.
Зазвичай транспозони виявляються і в інших видів, але вкрай рідко в такій кількості.
Лабораторні експерименти і комп'ютерне моделювання показали, що принаймні 8 білків, які ці гени кодують, зв'язуються з різними послідовностями, що повторюють ДНК. Це дозволяє припустити, що знайдені гени, також як і їхня людська версія, беруть участь у регуляції генів. Деякі з них експресуються тільки в певних тканинах.
"Ми не знаємо, що роблять ці 62 нових гени, але багато з них кодують ДНК-зв'язні білки, ймовірно, граючи свою роль у регуляції генів, де навіть незначні зміни важливі в еволюції", — пояснює молекулярний генетик з Університету Торонто Тім Хʼюз.
Також вчені наголошують, що в латимерії є лопастепері плавники, схожі на ноги, тому цей вид дуже близький до нас і наших найближчих родичів — двоякодихаючих риб. Дослідники вважають, що загальний далекий предок допоможе розгадати таємниці нашої власної еволюції.
На жаль, латимерії рідко зустрічаються і перебувають під загрозою повного зникнення, тому можливості їхньому вивчення обмежені. Але навіть та невелика інформація про вид уже приносить свої плоди.
За словами вчених, гени латимерій продемонстрували, що транспозони потенційно відіграють велику роль, ніж передбачалося раніше, в еволюції чотириногих.