Ученые узнали, как змеи в процессе эволюции потеряли конечности

Ученые из Института молекулярной клеточной биологии и Института Макса Планка проанализировали геном змей и других позвоночных и определили элементы, которые контролируют формирование конечностей. Как сообщает Naked science, исследователи также проанализировали деградацию глаз у некоторых подземных животных.

"Наша работа состояла из изучения геномов нескольких видов позвоночных, включая идентификацию геномных областей, которые изменились только у змей или подземных млекопитающих, оставаясь неизменными у других видов, которые не потеряли конечностей или не имеют нормальных глаз", - уточняет руководитель исследовательской группы Джулиана Гуссон Россито.

По мнению ученых, млекопитающие с деградировавшими зрительными системами, выделяют из геномов определенные гены - как правило те, которые связаны с образованием хрусталика и фоторецепторных клеток в глазах. Вероятнее всего, этот процесс был постепенным, и, в конце концов, эти гены полностью потеряли способность кодировать белки. Вместе с тем, змеи не потеряли гены, которые связаны с формированием конечностей. Поэтому исследователи, предположили, что дело не в генах, а в элементах, которые контролируют их экспрессию.

Экспрессия гена - независимо от того, "активен" ген или нет - зависит от регуляторных элементов, которые находятся за пределами самого гена. Они пропускают или блокируют информацию внутри гена, которая транскрибируется в РНК и затем переносится для генерации белка. Этот процесс контролируется цис-регуляторными элементами (CRE) - последовательностями нуклеотидов в ДНК, расположенными рядом с генами, которые они регулируют. Эти CRE могут значительно изменить функциональность генома с помощью генов, которые они блокируют или активируют.

В ходе исследования ученые сравнили геном змеи с генами рептилий и позвоночных, у которых есть конечности. Они также подчеркивают, что "геномных последовательностей для рептилий с хорошо развитыми конечностями мало", поэтому они самостоятельно и впервые секвенировали геном аргентинского черно-белого тегу. Затем, используя данный геном в качестве примера, ученые рассмотрели геномы и нескольких других видов: двух змей (удава и питона), трех других пресмыкающихся, трех птиц, аллигатора, трех черепах, 14 млекопитающих и рыбы отряда целакантообразных.

В результате им удалось выявить набор CRE, мутация которых могла привести к исчезновению конечностей у этих пресмыкающихся. Вместе с тем, найденный CRE - лишь один из регуляторных элементов для одного из нескольких генов, которые контролируют формирование конечностей. В своей работе ученые значительно расширили этот набор, показав, что некоторые другие элементы, ответственные за регулирование многих генов, мутировали у змей.

Ранее сообщалось о том, что ученые представили новую версию гибели динозавров. По мнению ученых, падение астероида на мексиканском полуострове Юкатан повлекло за собой масштабные извержения вулканов на территории современной Индии. Значительное количество углекислоты и сероводорода в результате данных извержений попали в атмосферу и мировой океан, что привело к действительно глобальной катастрофе.