Морское червеобразное животное проливает свет на генетические корни позвоночных

Исследование генома морского животного под названием амфиокс, проведенное учеными из Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего, дает новое понимание ключевой области древа жизни. Биолог Линда Холланд и ее коллеги расшифровали и проанализировали фундаментальные элементы генетического строения этого небольшого червеобразного животного, также известного как ланцетник.

Амфиокс представляет особый научный интерес как один из ближайших ныне живущих беспозвоночных родственников позвоночных. Хотя эволюционные пути амфиокса и позвоночных разошлись более 520 миллионов лет назад, его геном содержит важные ключи к пониманию эволюции. Работа, опубликованная в журнале Genome Research, показывает, что сложные позвоночные, включая человека, не изобрели множество новых генов. Вместо этого они взяли «старые» гены и рекомбинировали их, изменили их регуляцию и функции. Геном человека содержит всего на 25% больше генов, чем геном амфиокса.

Исследование позволило глубже изучить корни важных функций, таких как иммунитет. В то время как позвоночные обладают двумя типами иммунной системы (врожденной и адаптивной), беспозвоночные, подобные амфиоксу, имеют только врожденный иммунитет. У амфиокса многие гены врожденного иммунитета независимо дублировались многократно. Отличным примером того, как «старые» гены приобрели новые функции, являются клетки нервного гребня позвоночных. Хотя у амфиокса есть все гены, необходимые для генерации этих мигрирующих клеток, он их не имеет; позвоночные же собрали их по-новому.

«Главный вывод из этой расшифровки генома заключается в том, что геномы человека и амфиокса очень похожи», — отметила Линда Холланд. Коллаборация около 30 лабораторий по всему миру определила последовательность генома амфиокса. Дальнейший сравнительный анализ в ближайшие годы предоставит еще больше важных ключей к генетической эволюции. «Все это лишь верхушка айсберга. С точки зрения понимания того, что сделала эволюция и как она работает, геном амфиокса был и продолжит оставаться настоящей золотой жилой», — заключила исследовательница.