Биологи картировали геном дьявола

Дьявол во плоти

Тасманийский дьявол (Sarcophilus harrisii) – самый крупный сумчатый хищник. Правда, таковым он стал только в 1930-е годы, после того, как исчез его родственник – тасманийский сумчатый волк (Thylacinus cynocephalus).

Дьявол живет на острове Тасмания. Хотя раньше он населял и материковую Австралию. Из-за вполне приемлемых гастрономических характеристик своей плоти и «конфликта интересов» между поселенцами из Европы тасманийский дьявол чуть было не исчез. Но в 1941 году правительство Австралии полностью запретило охоту на этих животных, и численность редкого вида стала возрастать. К концу ХХ века на острове обитало 100 000 – 150 000 особей.

Около пятнадцати лет назад возникла новая угроза. Началась вспышка странной, не встречающейся ни у каких других животных заразной онкологической болезни -– DFTD (devil facial tumour disease, «болезнь лицевых опухолей дьявола»). «На морде животных, обычно около пасти, появляются небольшие опухоли. Они быстро растут и распространяются на глаза, уши и рот животного, – описывает болезнь Стефан Шустер (Stephan Schuster), профессор из Университета Пенсильвании (Penn State University). – Через двенадцать-восемнадцать месяцев животное погибает от голода и удушья. Смертность стопроцентная. Способов лечения пока нет. Хотя в популяции есть особи, устойчивые к инфицированию».

Биологи рассказывают, что раковое заболевание похоже на вирусное, хотя таковым не является: «Опухоль передается от животного к животному через укусы или телесные контакты, – продолжает Стефан Шустер. – Представьте, что бы произошло с людьми, если бы онкологические болезни распространялись через рукопожатие», – продолжает профессор, объясняя роль DFTD в исчезновении дьявола.

Впрочем, некоторые человеческие онкологические заболевания тоже могут быть заразными. Например, достоверно доказано, что рак носоглотки, гортани, кровеносной системы, почек, половых органов и нервной системы нередко связан с инфицированием вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ). Другая болезнь инфекционного происхождения – рак шейки матки. За это открытие Харальд цур Хаузен (Harald zur Hausen) даже получил Нобелевскую премию. Но человеческие инфекционные опухоли развиваются не так быстро, да и механизм их распространения совсем другой: «DFTD – это не вирус, а паразитический рак, клетки которого передаются от одного животного к другому».

Вспышка рака у дьяволов

Биологи утверждают, что вспышки заразного рака случались и раньше. Всякий раз, частично уничтожив дьявола, заболевание самопроизвольно исчезало. До сих пор в природе оставалось такое количество особей, которое необходимо для восстановления популяции и вида. Однако биологи все-таки решили подстраховаться: сейчас зоологи содержат здоровых животных в специальных зоопарках. Это «стабилизационный фонд» Sarcophilus harrisii: если болезнь исчезнет вместе с видом, то ученые смогут восстановить его.

Стефан Шустер и его коллеги подошли к вопросу сохранения вида прагматично: «Вероятно, что не каждая выжившая особь будет тем самым экземпляром, который обеспечит стабильность популяции, вида», – пишут ученые. Чтобы найти нужных, генетики должны проанализироватли ДНК исчезающего вида.

Биологи секвенировали геном – 3,2 миллиарда пар нуклеотидов – двух особей. Дьявол по кличке Седрик (Cedric) был устойчив к инфицированию и заболел лишь после того, как на его морду «прилипло» несколько разных клеток-паразитов. В прошлом году Седрик умер. Дьяволица по кличке Спирит (Spirit) заразилась раком в природе. Чтобы получить максимум информации, ученые секвенировали геном и дьяволов, и опухолей, которыми они заразились. «Так как животные родом с северо-запада и юго-востока Тасмании, то можно считать, что они представляют все генетическое разнообразие вида», – пишут ученые.

Получив генетический портрет обыкновенной особи, животного с «иммунитетом» к раку и гены самого рака, ученые разработали критерии отбора особей, которые пригодятся для восстановления Sarcophilus harrisii: «Необходимо учесть все – и устойчивость к заболеванию, и генетическое разнообразие, нарушив которое можно спровоцировать появление других, ранее неизвестных болезней».

Гены из музея

В довесок к основному материалу ученые секвенировали геномы 175 особей, сохранившихся в музеях Лондона и Вашингтона. Возраст музейных шкурок и чучел – около 250 лет. Используя эти данные, биологи ответят на вопросы о том, что происходило с генофондом вида после появления в Австралии поселенцев из Европы. «Результаты секвенирования митохондриального и ядерного генетического материала современных животных и тех, которые жили 250 лет назад, дают основание полагать, что небольшое генетическое разнообразие предшествует вспышке онкологической эпидемии», – пишут ученые в статье, опубликованной в PNAS.