Геном лошади больше собачьего, но меньше человеческого
Домашняя лошадь Equus caballus пополнила список видов с полностью расшифрованным геномом. Кроме того, генетики установили, что все люди на 90% -- лошади.
Расшифровка генома лошади -- результат трехлетней работы большой международной команды под руководством специалистов из института Броуд (Broad Institute of MIT and Harvard) в Кембридже, Массачусетс. Ученые секвенировали полный геном кобылы по кличке Сумрак (Twilight) породы чистокровная английская. В ходе работы они определили последовательность 2,7 млрд нуклеотидов. Таким образом, размер лошадиного генома составил 2,7 Гб, что больше, чем геном собаки (2,5 Гб), но меньше, чем геном человека и коровы (2,9 Гб).
Домашняя лошадь принадлежит к роду Equus, которыйразделился на 8-9 видов около 3 миллионов лет назад. Человек впервые одомашнил лошадь 4-6 тысяч лет назад, хотя по мере развития техники все меньше использует ее как тягловую силу и транспортное средство и все больше – для спорта и отдыха.
Как ученые справились с чистокровной английской кобылой
Предположительно, геном лошади содержит 20322 кодирующих белок гена. Значительное число этих генов находится в родстве с генами человека (16617 генов), мыши (17106 генов) и собаки (17106 генов). Существенную часть генома (46%) составляют повторяющиеся участки ДНК (повторы), как и в геномах других млекопитающих. Это в основном некодирующие участки.
Все мы немножко лошади
Биологи нашли довольно большое сходство между ДНК человека и лошади, что объясняет большое количество сходных болезней. Около 90 генетических болезней лошади имеют аналоги и у человека.
У домашней лошади 64 хромосомы (у человека 46), но по характеру сцепления генов (группировка генов друг с другом) более половины лошадиных хромосом похожи на человеческие. В то же время в геноме собаки таких хромосом менее трети. То есть в лошадином геноме по сравнению с человеческим довольно мало хромосомных перестроек.
Об эволюции центромеры
Из лошадиного генома ученые получили важные данные о строении и эволюции ключевого хромосомного участка – центромеры. Это участок посередине хромосомы, играющий важную роль в делении клетки, в равномерном расхождении по двум дочерним клеткам наследственного материала. Именно к ним прикрепляются нити веретена деления, которые тянут в разные стороны половинки хромосом. В то же время до сих пор известно очень мало о происхождении центромер.
Ученых заинтересовала центромера на 11-й хромосоме лошади. В ее структуре, в отличие от всех других центромер, практически не было нуклеотидных повторов. Это навело биологов на мысль, что данная центромера еще совсем молодая и не обзавелась повторами. Таким образом, они получили возможность увидеть центромеру в начале ее эволюции.
Много пород, хороших и разных
Помимо секвенирования генома ученые провели генетический анализ разных пород лошадей. Они описали около миллиона одиночных нуклеотидных замен (СНИПов) в десяти участках генома. Результаты показали, что разные породы лошадей более генетически разнообразны, чем породы собак. Это объясняется разницей в процессе одомашнивания лошадей и собак: лошади не проходили при этом через такое узкое «бутылочное горлышко», сужающее генетическое разнообразие, как собаки.
Специалисты использовали расшифрованный геном и для практической задачи – они изучили генетические причины «леопардовой пятнистости» у лошадей, когда их шкура покрыта белыми пятнами. Все бы ничего, но эта особенность окраски сопровождается нарушением зрения – животное теряет способность видеть в сумерках. Кстати, такое нарушение зрения встречается и у человека.
Наиболее вероятные причины этой патологии, по мнению ученых, -- две кандидатных мутации (нуклеотидных замены) гена меластина, отвечающего за пигментацию как в клетках сетчатки глаза, так и в клетках кожи.
Результаты расшифровки лошадиного генома опубликованы 6 ноября в журнале Science.