Судя по всему, все шансы на то, что люди однажды научатся летать или, как минимум, лазить по стенам — есть. Ведь Алистар МакГрегор нашел у человека копии генов мух и пауков. Вообще, создавать супергероев он не собирается. А вот объяснить эволюционные изменения, произошедшие миллионы лет назад намерен всерьёз. Зачем у пауков произошло полное дублирование части генов их предшественников – скорпионов. И почему они вообще стали разными?
* * *
Почему для ваших исследований вы выбрали пауков и мух?
МакГрегор: Мне всегда нравилось многообразие животного мира. Изучая пауков и мух, я также могу изучать эволюцию этого многообразия с разных сторон.
Наша группа изучает тесно связанные отряды мух. Благодаря этому мы можем изучать совсем недавние эволюционные изменения, случившиеся всего несколько тысяч или миллионов лет назад. Мы получаем информацию о том, что за события произошли, какие гены были изменены, как это влияет на развитие животных и их морфологию. Если сравнить мух с более отдаленными видами, например, с пауками, то это даст нам информацию о более далеких эволюционных изменениях. Мы можем заглянуть на сотни миллионов лет назад и проследить все изменения, которые происходили с геномом растений и животных и породили такое многообразие флоры и фауны.
Позднее мне стало интересно изучать насекомых, которые бы более отличались в своем видовом многообразии, чем мухи. Я начал заниматься пауками для того, чтобы разобраться в значительных эволюционных отличиях, которые вырабатывались в течение более длительного времени. Это основные причины, почему в моей лаборатории изучают близкие друг к другу виды мух и имеющих гораздо большие отличия арахнидов.
Какие исследования приоритетны для вашей лаборатории?
МакГрегор: В данный момент нас очень интересует геном пауков. Не так давно, в рамках консорциума ученых со всего мира, нам удалось секвенировать геном паука Ахерания тепличная. Мы сравнили полученные гены, с генами других организмов и оказалось, что существует много совпадений – копий генов. Оказывается, у пауков произошло полное дублирование части генов их предшественников – скорпионов. Мы изучаем последствия этой дупликации генома, чтобы понять какие гены остались неизменными в геноме пауков. Эта информация может пролить свет на то, что стало причиной эволюционных преимуществ, таких как яд, паутина и устройство мозга.
Применимы ли результаты этих исследований к остальному животному миру?
МакГрегор: Мы, с одной стороны изучаем базовые принципы эволюции, которые могут быть применены ко всему живому. С другой стороны, очень интересным открытием является то, что мы обнаруживаем копии генов мух и пауков у других животный и даже в геноме человека. Поэтому изучение этих насекомых дает нам информацию о принципе функционирования этих генов в человеке. Изучение мух в этом плане особенно важно, потому что 70% генов, ответственных за появление болезней у человека, идентичны генам мух. Поскольку мух изучать намного легче, чем человека, подобные исследования могут ускорить понимание того, как эти гены функционируют в человеке, и какие могут быть последствия неправильной работы или повреждения этих генов.
На какие вопросы эволюции вы хотите получить ответ?
МакГрегор: Мы определили часть генов, которые определяют многообразие животного мира. Изучили, как мутации меняют работу этих генов, и как это влияет на развитие и внешний вид животных. Мы также совершили важные открытия в области генома пауков и разнообразие этих геномов, полученное с помощью дупликации, привело к различным изменениям в пауках, к их адаптации. В будущем нам нужно понять, как эти генетические изменения влияют на клетки животных и их развитие. А также расширить область исследование на другие виды живых существ и сравнить дупликации генома пауков с дупликациями различных позвоночных, включая людей. Таким образом мы поймем, как дупликация генов влияет на различные организмы и получим более глубокое понимание эволюционных процессов.
Какую помощь человечеству могут принести эти открытия?
МакГрегор: Сравнив дупликации геномов арахнидов и человека, мы поймет принципы эволюции этих организмов. Мы узнаем, влияют ли геномные дупликации на особенности и адаптацию позвоночных. В том случае, если будет доказано, что дупликации оказывают схожее воздействие на все организмы, мы сможем сделать выводы об общем принципе работы эволюции, потому что те очень важные гены, которые представлены двойными дупликациями у пауков, представлены множественными дублями у людей и других позвоночных.
Нет комментариев