Две международные исследовательские группы, объединяющие учёных из десяти стран, объявили о полной расшифровке генома змей. Николас Кэсвел (Nicholas Casewell) из Бангорского университета и еще 34 соавтора работали с одной из самых опасных змей на земле – королевской коброй (Ophiophagus hannah).
Другая команда под руководством Тодда Касто (Todd Castoe) из Техасского университета в Арлингтоне раскрыла генетический код бирманского питона (Python bivittatus). Обе работы (о кобре, о питоне), опубликованные в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывают молекулярные основы уникальных свойств пресмыкающихся.
Выбор учёных обусловлен уникальными свойствами этих змей. Результаты предыдущих исследований показали, что в организме питона после заглатывания жертвы обмен веществ ускоряется в сорок раз, а внутренние органы за несколько дней увеличиваются вдвое. Не меньший интерес вызывает яд кобры, представляющий смесь из десятков токсинов.
"Один из фундаментальных вопросов эволюционной биологии — как позвоночные с одним и тем же набором генов обладают такими разными способностями?" — сообщает Касто в пресс-релизе Техасского университета.
Проанализировав геном питона до и после приёма пищи, исследователи пришли к выводу, что множество генов изменяют свою работу. Этот механизм позволяет ускорить метаболизм для быстрого переваривания крупной добычи, которой может стать свинья, олень и даже уснувший пьяница. Через некоторое время, когда с обедом покончено, гены переключаются в "режим ожидания", обменные процессы замедляются, и змея может на протяжении недель или месяцев ожидать новую добычу.
Анализ генетического кода кобры подтвердил гипотезу о том, что в состав отдельных токсинов входят белки, которые изначально выполняли более безобидные функции в других частях тела. Оказалось, что гены, ответственные за синтез этих белков, многократно дублируются, позволяя оригинальной версии продолжать свою обычную работу, в то время как копии мутируют, приобретая новые свойства. В результате яд змеи постоянно меняется, а их жертвы не могут со временем выработать к нему иммунитет.
Наиболее важным открытием обеих работ стало то, что геномы змей развивались с невероятной для позвоночных скоростью. При этом многие известные гены приобрели совершенно новые функции. К примеру, в производстве яда кобры участвуют гены, которые у других животных управляют работой поджелудочной железы.
Помимо решения фундаментальных задач, последние исследования могут иметь большое значение в медицине. В геноме питона выявлены изменения в гене GAB1, который, как предполагается, играет роль в развитии рака молочной железы, меланомы и лейкемии у человека. Учитывая, что в настоящее время идут работы над расшифровкой генетического кода ещё, как минимум, десяти видов змей, новые результаты появятся в ближайшие годы.
Также по теме:
Расшифрованный геном тигра поможет спасти диких кошек
Расшифрован геном ближайшего беспозвоночного родственника человека
Впервые расшифрован геном доисторической лошади
Геном утки подскажет новый метод борьбы с птичьим гриппом
Геномы голубей рассказали биологам об их общем предке
