Срочные новости раздела
Молекулярная эволюция генов превратила китообразных в гигантов

Молекулярная эволюция генов превратила китообразных в гигантов

Бразильские генетики изучили эволюцию генов, которая сделала китообразных гигантами. Они обнаружили гены, которые отбирались из поколения в поколение, и помогли не только достичь огромных размеров, но и жить долго без высокого риска онкологических заболеваний.

Карликовый синий кит (Balaenoptera musculus brevicauda) © Franco Banfi

Гигантизм — это развитие у видов огромных размеров тела, сильно превышающих их маленьких предков. Когда-то предки китообразных переселились с земли в воду и с течением эволюции стали самыми крупными существами на планете. В воде достаточно свободного пространства, пища калорийнее и вес тела меньше. У больших существ меньше соперников, а также им легче сохранять тепло в холодной воде. Но у большого тела есть и негативные последствия, — из-за крупных размеров снижается плотность популяции и размножаться сложнее. Кроме того, большое тело состоит из большего числа клеток, — а значит и риск, что одна из клеток станет раковой, — выше. До сих пор не до конца ясно, почему гигантизм оказался благоприятным признаком при естественном отборе.

Мариана Нери (Mariana F. Nery) и ее группа из университета Кампинаса решили изучить, какие изменения в геноме китообразных привели к их большим размерам. Ученые сосредоточили внимание на девяти генах, — пять из них отвечают за гормон роста и инсулиноподобный фактор роста (GHSR, IGF2, IGFBP2, IGFBP7, and EGF), а другие четыре были связаны с крупным размером у других млекопитающих (NCAPG, LCORL, PLAG1, and ZFAT).

Сперва исследователи составили филогенетическое дерево — схему эволюции китообразных, по которой можно отследить взаимосвязь разных видов и общих предков. Генетики определили ветви, которые ведут к усатым китам и кашалотам, — именно среди них встерчаются особи длиной более десяти метров. После этого сравнили эволюцию девяти выбранных генов у гигантских и негигантких китообразных.

В генах GHSR, IGFBP7, PLAG1 и NCAPG ученые обнаружили признаки молекулярной эволюции, то есть изменения в последовательности нуклеотидов ДНК. Возникшие изменения находились под положительным отбором — давали преимущество в выживании, поэтому выгодные мутации постепенно распространились среди всей популяции. Гены PLAG1 и NCAPG отвечали за большие размеры тела, а GHSR, IGFBP контролировали клеточный цикл и защищали от онкологии.

А вот с геном EGF произошла обратная ситуация. С течением эволюции в гене EGF появились нуклеотидные последовательности стоп кодонов и превратили его неактивный псевдоген. Это привело к потере шерсти и зубов, а также появлению китового уса — роговых пластин для отсеивания планктона. Китовый ус помог занять свободную экологическую нишу, где достаток пищи позволил стать крупнее.

Это исследование приблизило ученых к пониманию парадокса Пето — когда риск заболеть раком не зависит от количества клеток в организме. По всей видимости, параллельная эволюция генов-контролеров деления клеток и генов крупных размеров позволила китообразным получать пользу от своих огромных размеров и одновременно защититься от онкологии и жить долго.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports   Источник: Амина Садреева nplus1.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Красноярские ученые выяснили, что один из наиболее часто применяемых химиотерапевтических препаратов дакарбазин может переводить клетки меланомы в покоящееся состояние, в котором они оказываются
подробнее...

Ученые показали, что астроциты — вспомогательные клетки нервной системы — при различных типах стимуляции светом либо помогают проводить нервные импульсы, либо препятствуют этому. Так, если в мембрану
подробнее...

Физики из Германии и Китая добились интерференции одиночных фотонов, испущенных независимыми квантовыми точками, расположенными на расстоянии 300 километров друг от друга по оптическому волокну. Для
подробнее...

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Зоологического института РАН впервые в России обнаружили четыре новых вида тихоходок — микроскопических беспозвоночных, отличающихся своими
подробнее...

При иммунном ответе на раковые клетки Т-киллеры активируются по принципиально иному механизму, чем при ответе на инфекционные агенты. К такому выводу пришли американские биологи, проанализировав
подробнее...

Американские исследователи обнаружили, что уровень натрия в крови у верхней границы нормы — показатель недостаточного потребления жидкости — связан с ранним физическим старением, развитием хронических
подробнее...

Сотрудники биологического факультета и НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ с коллегами детально изучили факторы, приводящие к хромосомным транслокациям – переносам участков
подробнее...

Физики из коллаборации MicroBooNE сообщили о результатах повторного анализа своих измерений в рамках полной модели нейтринных осцилляций, включающей превращения в стерильные нейтрино. Итог их работы
подробнее...

Российские химики создали молекулярные конструкции на основе органического вещества глутаримида, которые позволяют отправить на разрушение белки, необходимые для деления и роста опухолевых клеток.
подробнее...

Физики из Национальной лаборатории в Брукхейвене (Brookhaven National Laboratory, BNL) открыли совершенно новый тип квантовой запутанности, достаточно известного явления, связывающего квантовые
подробнее...

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова совместно с профессором Калифорнийского университета в Беркли Леоном Чуа
подробнее...

Первая в мире вакцина для медоносных пчел была одобрена для использования Министерством сельского хозяйства США. Препарат будут получать с кормом пчелиные матки и передавать устойчивость к болезни
подробнее...

Американские ученые научили Lactobacillus reuteri синтезировать блокатор калиевых каналов лимфоцитов, который способен снижать пролиферацию эффекторных T-клеток памяти и, как следствие, воспаление.
подробнее...

Американские физики изготовили классический аналог кубита с нелинейностью. Он представляет собой две стальные сферы, в которых возбуждаются волны упругости. Оказалось, что механические колебания в
подробнее...

Палеонтологи описали новый род и вид длиннохвостого пахиплеврозавра по полному скелету, найденному в Китае. Хвост этого животного превышал длину его тела. Окаменелый скелет был обнаружен в 2021 году в
подробнее...

Американские нейробиологи обнаружили четвертую оболочку головного мозга. Тонкая мембрана находится между средней и внутренней менингеальными оболочками, непроницаема для крупных молекул и активно
подробнее...

В 2020 году ученые из ВНИИ животноводства им. Л. К. Эрнста, Сколтеха, МГУ и их коллеги получили первого в России жизнеспособного клонированного теленка, самку назвали Цветочек (по названию клеточной
подробнее...

Коллектив ученых Санкт-Петербургского государственного университета и Омского научного центра Сибирского отделения РАН создал композитный материал из многослойных углеродных нанотрубок, оксида
подробнее...