Полностью расшифрован геном мамонта

13 февраля 2006

Печать Печать

Полностью расшифрован геном мамонта Расшифровка полной последовательности митохондриальной ДНК мамонта, жившего более 30 тыс. лет назад.

Группа российских ученых сообщила об этом сегодня, 7 февраля, в журнале PloS Biology о выдающемся научном достижении

Попытки выделить ДНК из сохранившихся в вечной мерзлоте костей и мягких тканей мамонтов предпринимаются в последние годы многими исследователями. В большинстве случаев удается выделить лишь очень короткие фрагменты ДНК, которые трудно объединить в более длинные последовательности. Недавно "Элементы" сообщали о расшифровке немецкими учеными фрагмента митохондриальной ДНК мамонта длиной около 5000 нуклеотидов, собранного из множества мелких кусочков. Профессор Евгений Иванович Рогаев и его коллеги из нескольких научных учреждений России и США добились более весомых результатов: им удалось расшифровать полную последовательность митохондриальной ДНК мамонта (длиной 16 842 нуклеотида). Это стало возможным благодаря уникальной сохранности ноги мамонта, обнаруженной в 1986 году в вечной мерзлоте на Чукотке, в долине реки Энмынвеем. Мороженая мамонтятина сохранилась настолько хорошо, что в ней даже различимы ядра клеток, а в ядрах - ядерная (хромосомная) ДНК.

Это первый случай обнаружения ядерной ДНК у столь древнего животного. Согласно результатам радиоуглеродного анализа, чукотский мамонт жил 32 850 +/- 900 лет назад. Все остальные мамонты, из которых удавалось выделить ДНК, значительно моложе. Возможно, в будущем удастся расшифровать фрагменты ядерной ДНК этого мамонта, но пока речь идет о ДНК митохондрий. Митохондриальная ДНК особенно удобна для эволюционных реконструкций, поскольку передается только по материнской линии и не рекомбинирует (т. е. отцовские гены не перемешиваются с материнскими). Кроме того, число копий митохондриальной ДНК в каждой клетке значительно больше, чем ядерной, что особенно важно при генетическом анализе ископаемых остатков древних животных.

Из уникальной чукотской ноги удалось выделить необычайно длинные целые фрагменты митохондриальной ДНК - вплоть до 1200-1700 нуклеотидов в одном фрагменте. Выделение ДНК, секвенирование (определение последовательности нуклеотидов) и "сборка" целого митохондриального генома из отсеквенированных фрагментов осуществлялась независимо в двух лабораториях (в России и в США). Как обычно, процедура сборки требовала, чтобы отсеквенированные фрагменты перекрывались, причем с ростом перекрывания растет точность сборки. Перекрытие в данном случае составляло в среднем 30 нуклеотидов, но иногда доходило до 200. Каждый участок митохондриального генома был отсеквенирован как минимум 9 раз в российской и 5 раз в американской лаборатории.

В результате всех этих усилий точность и надежность полученной реконструкции оказалась намного выше, чем во всех прежних работах по расшифровке последовательности нуклеотидов в митохондриальной ДНК мамонта. Сравнение митохондриальной ДНК мамонта и современных слонов подтвердило вывод немецких ученых о том, что мамонты ближе к индийскому, чем к африканскому слону. Разделение линий индийского и африканского слонов произошло 6 млн лет назад. Время разделения первой из этих линий на две (ведущую к мамонту и индийскому слону соответственно) по результатам анализа неполных последовательностей митохондриальной ДНК оценивалось в 5,5 млн лет; по данным российских ученых, это произошло несколько позже - около 4 млн лет назад.

Российские ученые впервые попытались оценить уровень генетической изменчивости сибирских мамонтов. Сравнив между собой все отсеквенированные на сегодняшний день фрагменты митохондриальной ДНК мамонтов, живших в разное время (от 32-33 до 12 тыс. лет назад) в разных районах Сибири, ученые пришли к выводу, что существовавшая в позднем плейстоцене на территории Сибири популяция мамонтов была весьма однородной в генетическом отношении.

Современные популяции индийских и африканских слонов гораздо более полиморфны (т. е. у них встречается больше вариаций в последовательности нуклеотидов митохондриальной ДНК). По-видимому, сибирские мамонты имели упрощенную популяционную структуру и, в отличие от современных слонов, представляли собой как бы единую большую семью, не подразделенную на какие-то отдельные кланы или субпопуляции.

  • 213
комментарии

Только зарегистрированные пользователи могут добавлять комментарии. Войдите, пожалуйста.