27 октября 2021, среда, 19:57
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

«Прыгающий ген» лишил хвоста человекообразных обезьян и людей

Горилла
Горилла

Авторы нового исследования обнаружили мобильный генетический элемент, который, однажды оказавшись в новой хромосоме, привел к тому, что человекообразные обезьяны лишились хвоста. Предположительно, это генетическое изменение привело и к менее заметному, но более опасному эффекту: повышенному риску врожденных дефектов, затрагивающих развивающийся спинной мозг.

За последние годы было секвенировано большое количество геномов приматов, поэтому аспирант Нью-Йоркского университета Бо Ся (Bo Xia) смог провести поиск специфичных изменений в генах, играющих роль в развитии хвоста. В гене TBXT он обнаружил вставку ДНК, известную под названием Alu-элемент, или Alu-повтор, которая есть у всех человекообразных обезьян, но отсутствует у других приматов.

Alu-элементы могут перемещаться по геному, поэтому их называют «прыгающими генами» или мобильными генетическими элементами. Возможно, это остатки древних вирусов. Эти элементы часто встречаются в геноме человека, составляя около 10 % нашей ДНК. Иногда вставка Alu-элемента прерывает работу гена и препятствует выработке им белка, в других случаях Alu-элементы производят более сложные эффекты, изменяя экспрессию гена.

Ген TBXT кодирует белок brachyury (по-гречески «короткий хвост»), мутации в нем могут привести к появлению мышей с более короткими хвостами. Однако, на первый взгляд, специфический для обезьян Alu-элемент не вызывает каких-либо значительных нарушений в гене. Однако Бо Ся обнаружил, что поблизости прячется второй Alu-элемент. Этот элемент присутствует как у человекообразных, так и у прочих обезьян, но Бо Ся понял, что у человекообразных два таких элемента могут слипаться, образуя петлю, которая изменяет экспрессию TBXT, поэтому полученный белок будет немного короче исходного.

В эксперименте с человеческими эмбриональными стволовыми клетками было установлено, что они производят две версии информационной РНК с гена TBXT: одну длинную, другую короткую. В мышиных стволовых клетках вырабатывался только более длинный вариант. Исследователи использовали редактор генома CRISPR, чтобы удалить один или второй Alu-элемент из эмбриональных стволовых клеток человека. Потеря любого из них приводила к исчезновению более короткой версии мРНК.

Чтобы увидеть, какой эффект может иметь этот укороченный белок, Бо Ся и его коллеги использовали редактор генов CRISPR для создания мышей с укороченной версией TBXT. Мыши, несущие обе копии укороченного гена, не выжили, но мыши с одной длинной и одной короткой версиями рождались с хвостами разной длины — от совсем бесхвостых до почти нормальных.

Ученые сделали вывод, что короткая версия белка препятствует развитию хвоста. Разная длина хвостов у генетически измененных мышей указывает, что длина и наличие хвоста зависят от работы нескольких генов, но специфическая для обезьян вставка Alu-элемента, как считает Бо Ся, «вероятно, была критическим событием», случившимся около 25 миллионов лет назад, когда человекообразные обезьяны отделились от прочих обезьян.

У генетически модифицированных мышей также был необычно высокий уровень проблем с нервной трубкой — зачатком нервной системы, формирующимся на ранней стадии развития эмбриона. Такие дефекты в развивающемся спинном мозге приводят к некоторым порокам развития — например, к расщеплению позвоночника (spina bifida) или анэнцефалии, при которой отсутствуют части головного мозга и черепа.

Препринт исследования опубликован на сайте bioRxiv.org.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты пауки перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения реки религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения когнитивные науки компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры шнобелевская премия эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.