Исследователи Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН вместе с зарубежными специалистами успешно расшифровали геном комодского варана! Эта впечатляющая работа помогла воссоздать генетическое древо удивительной рептилии и заложить основу для глубокого изучения ее уникальной физиологии.
Новосибирская технология сборки хромосом
Ключевую роль в проекте сыграл метод, разработанный учеными ИМКБ СО РАН, — компьютерная сборка хромосом (in silico). Эта уникальная технология предполагает разделение хромосом на фракции и частичное чтение ДНК из специфичных библиотек. Полученные промежуточные элементы (скаффолды) точно привязываются к конкретным хромосомам. Многие современные расшифровки геномов в открытых базах не доведены до хромосомного уровня, что сильно ограничивает научные выводы, особенно об эволюции половых хромосом. Именно надежность метода новосибирцев привлекла международное внимание к их работе.
Комодский варан – рекордсмен царства рептилий
Комодский варан, или дракон, – подлинное чудо природы! Это самый крупный ящер на планете: величественные самцы вырастают до 2.6 метров и более (рекорд – свыше 3 м), а их вес может достигать 100-130 кг. Эти рептилии невероятно выносливы, способны на длительные нагрузки, превосходно плавают и развивают на суше скорость до 20 км/ч.
Четыре эволюционных дара великана
Геном сохранил следы ключевых адаптаций варана: * **Мощные энергостанции:** Специальная структура митохондрий обеспечила повышенную энергоэффективность и аэробные возможности. * **Сердце высшего класса:** В отличие от большинства пресмыкающихся с трехкамерным сердцем, вараны обзавелись четырехкамерным сердцем с раздельными кругами кровообращения, как у птиц и млекопитающих. * **Феноменальное чутье:** Уникальное развитие вомероназального органа (органа Якобса) дало варанам сверхчувствительность к запахам, позволяя обнаруживать добычу за километры. * **Неуязвимость к яду собратьев:** Эволюция подарила ящерам особый механизм свертывания крови, защищающий их от собственного токсина.
Гены, формирующие уникальность
Исследование выявило 201 ген, находящийся под действием положительного отбора. Многие из них как раз и отвечают за развитие выдающейся сердечно-сосудистой системы, энергетического обмена и органов чувств. Ученые с энтузиазмом смотрят в будущее: планируется изучение генов половых хромосом и поиск ключевого гена, запускающего развитие самки у варановых. Эти открытия будут бесценны для сравнительного анализа с другими позвоночными.
Загадки половых хромосом
Геномное сравнение показало гомологию половых хромосом комодского великана с 28-й хромосомой курицы и 18-й хромосомой ящерицы каролинский анолис. Разнообразие механизмов определения пола у рептилий делает их изучение сложным: половые хромосомы малы, их трудно выделить и прочесть. Именно поэтому гены, управляющие полом потомства у варанов, пока остаются интригующей тайной.
Удивительный способ размножения: партеногенез
Комодские вараны поразили ученых редкой способностью – партеногенезом (однополым размножением), особенно впечатлившим при наблюдении за самкой в зоопарке. У этих рептилий этот механизм приводит к рождению только самцов. Это происходит потому, что в процессе мейоза образуются гаметы с одинаковой Z-хромосомой, а комбинации WW, необходимые для самок, оказываются нежизнеспособными.
Изображение: vampy1/Фотобанк RU.123.RF
Источник: scientificrussia.ru
