Дослідники розшифрували найдовший геном серед усіх тварин, що може пролити світло на еволюцію перших наземних хребетних.
Найдовший геном серед усіх тварин на Землі належить не гігантові або істоті з розвиненим інтелектом, а звивистому водному мешканцю, який застряг на порозі до життя на суші. Це легеневі риби – клас прісноводних хребетних, чиї незвичайні характеристики відображені в їхньому колосальному генетичному коді.
Здатні дихати як повітрям, так і водою, з кінцівками, що нагадують плавники, і розвиненим скелетом, ці стародавні створіння вважаються спільним предком усіх чотириногих хребетних. Дослідження опубліковано в журналі Nature, про відкриття повідомляє Університет Констанца (Німеччина).
Вчені зробили прорив, розшифрувавши геном південноамериканської легеневої риби (Lepidosiren paradoxa). З понад 90 мільярдами основ він виявився найбільшим серед усіх тварин і більш ніж удвічі більшим, ніж геном попереднього рекордсмена, австралійської легеневої риби. Одинадцять із 19 хромосом південноамериканської легеневої риби окремо довші за весь людський геном, що налічує майже 3 мільярди основ.
Ця ДНК приблизно в 30 разів довша за людський геном. Команда нарахувала близько 20 000 кодувальних послідовностей, що залишає багато «сміттєвої» ДНК для подальшого дослідження.
Причина того, що геном Lepidosiren такий величезний, криється у великій кількості «плигучих генів» – транспозонів. Такі послідовності можуть копіюватися і переміщатися в межах геному, що може викликати як шкідливі, так і корисні генетичні зміни. Транспозони могли відігравати значну роль в еволюції чотирилапих. Останні 100 мільйонів років кожні 10 мільйонів років геном збільшувався на розмір геному людини. Науковці пояснюють це низьким рівнем речовини piRNA, яка пригнічує активність транспозонів, що давало змогу геному легеневої риби вільно рости.
Легеневі риби отримали свою назву завдяки наявності легень, що дасть їм змогу жити на суші. Африканська, південноамериканська та австралійська легеневі риби вважаються живими копалинами, і їх порівняння допомагає зрозуміти ключовий момент в еволюції життя на Землі. Порівняння геномів підказує, як вони розділилися на види й еволюціонували останні 100 мільйонів років. Австралійські легеневі риби мають одну легеню і можуть використовувати зябра, тоді як африканські та південноамериканські – атрофовані зябра і пару легень.
Попри складність, геном виявився стабільним у своїй структурі, що дало змогу дослідникам реконструювати хромосомну архітектуру предків усіх тетраподів. Геноми всіх трьох ліній легеневих риб тепер дають можливість подальших досліджень, які можуть пролити світло на те, як лопастеперие предки тетраподів завоювали сушу в девонський період.