В распутанной обезьяне генетики увидели себя

В последнее время одно за другим поступают сообщения о расшифровке генома какого-нибудь существа. В этом ряду новое известие стоит особняком – завершение полной записи "обезьяньего" кода может стать прорывом на пути понимания нашей собственной биологии.

Геном нашего самого близкого живущего ныне родственника — шимпанзе — был обнародован международным консорциумом из 67 учёных во главе с Тарджеем Миккельсеном (Tarjei Mikkelsen) из американского Общего института (Broad Institute).

Последовательность генома шимпанзе, которая состоит из 2,8 миллиардов пар оснований, не только расскажет многое о шимпанзе, но и о нас — людях. Собственно, сопоставление геномов и есть главная цель этого исследования, которое "расшифровкой шимпанзе" далеко не заканчивается.

 

 

Ранее мы уже рассказывали о сопоставлении геномов человека и шимпанзе, но только теперь такой анализ станет действительно последовательным и по-настоящему полным.

"Самое ценное то, что мы получили каталог генетических различий между людьми и шимпанзе", — пояснил Миккельсен.

	Тарджей Миккельсен и его товарищи намерены точно выяснить – почему обезьяны – не люди (фото с сайта csbi.mit.edu).

Важно отметить один момент: знание полной последовательности десятков, сотен, тысяч "А", "Г", "Ц" и "Т" (аденин, гуанин, цитозин и тимин – основания ДНК) – не одно и то же с ответом на вопрос – что именно делает в организме тот или иной ген, кодируемый этими последовательностями. Это касается любых расшифровок геномов, о которых сообщалось в последнее время.

Но что можно сказать уже сейчас?

Институт пишет, что в целом можно говорить почти о 99-процентной близости последовательностей.

Принимая во внимание добавленные и удалённые участки ДНК — сходство остаётся на уровне 96%. Наконец, рассматривая отдельные белки, генетики нашли, что 29% человеческих генов и генов шимпанзе кодируют их абсолютно одинаково.

Фактически, среднестатистический человеческий белок за эволюцию людей накопил только одно уникальное отличие от шимпанзе, с того момента, как люди и шимпанзе откололись от общего предка — приблизительно 6 миллионов лет назад — сообщают исследователи.

Это удивительно. Но, с другой стороны, нужно вспомнить, что всего-то 0,15% отличающихся генов полностью определяет всё разнообразие пород собак — от чи-хуа-хуа и такс до сенбернаров и догов.

Учёным ещё предстоит определить, какие именно изменения в геноме и, соответственно, в строении белков, определили столь сильное различие в развитии людей и шимпанзе за последние 6 миллионов лет. Из начального анализа ничего очевидного выявить не удалось.

Расшифровка генома, упрощённо, представляет собой химическое расплетение двойной спирали ДНК, соединение её со специальными реактивами, содержащими флуоресцентные краски четырёх цветов (по числу "букв" кода)… (иллюстрация с сайта sci.sdsu.edu).

И всё же эта работа – своего рода веха в генетике. Ведь теперь у нас есть однозначное доказательство общего и недавнего по меркам эволюции происхождения человека и шимпанзе, что предсказано Чарльзом Дарвином в 1871 году.

Из неожиданных открытий данной работы стоит отметить вот что. Несколько классов генов и в людях, и в шимпанзе изменились необычно быстро, по сравнению с другими млекопитающими.

Эти классы включают гены, вовлечённые в восприятие звука, передачу нервных сигналов, производство спермы и транспорт ионов в клетках. Быстрое развитие этих генов, возможно, внесло свой вклад в особенности приматов, рассуждают Тарджей и его коллеги.

Кроме того, выяснилось, что люди и шимпанзе накопили потенциально более вредные мутации в своих геномах в течение своего развития, чем, скажем, мыши, крысы и другие грызуны.

В то время как такие мутации могут вызвать болезни, они же, возможно, дали приматам большую гибкость — для адаптации к быстрым экологическим изменениям.

Так что наши наследственные заболевания – обратная сторона эволюционного преимущества перед другими животными.

Несколько классов генов, кажется, развивались в людях более быстро, чем в шимпанзе. В частности, гены, которые кодируют факторы транскрипции — молекулы, которые регулируют деятельность других генов и играют роль ключей в эмбриональном развитии.

…Затем последовательность красок считывается и переводится в текстовый и графический файл. Сложная работа, учитывая, что букв в коде конкретного вида — миллиарды (иллюстрация с сайта sci.sdsu.edu).

Кроме того, анализируя и сопоставляя последовательности ДНК, учёные нашли в человеческом геноме шесть областей, которые имеют сильные "подписи" мощных отборных изменений, случившихся за прошлые 250 тысяч лет.

Речь о мутациях, которые возникают в популяции и оказываются настолько выгодными, что распространяются по всему населению, всему виду, в пределах всего-то нескольких сотен поколений, превращаясь, таким образом, в норму. Это очень быстрые эволюционные изменения.

Некоторые из этих областей лежат в так называемой "генной пустыне" — в ней нет ни одного гена, известного нам по функции, что добавляет интриги исследованию.

Не зря авторы работы называют её "отправной точкой".

Расшифровка генома человека дала учёным список из десятков тысяч генов и миллионов оснований, кодирующих их. Но теперь нам предстоит понять — как все эти части функционируют вместе, создавая жизнь.

Генетики приводят такую аналогию: у вас есть в наличии все детали для Boeing-747, до последнего винтика, и даже их полный перечень, но нет инструкции – как их собирать, и как они взаимодействуют, когда самолёт летит.

Если говорить о геноме человека, мы уже знаем что "данная кнопка выпускает шасси", а вот этот "провод – подводит ток к освещению салона". Словом, функции очень внушительного ряда генов нам уже известны. Но далеко не всех.

Однако раз мы смогли построить Boeing, сможем и в себе разобраться.

Статья получена: Membrana.ru