Биологи расшифровали геном атлантической трески и обнаружили, что данный вид рыб отличается крайне необычным устройством иммунной системы, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Группа ученых под руководством Кьетилля Якобсена (Kjetill Jakobsen) из университета Осло (Норвегия) полагает, что их открытие позволит вывести новые виды трески и лучше изучить болезни, которые поражают эту рыбу.
Атлантическая треска (Gadus morhua) относится к популярным промысловых рыб: ее мясо очень вкусно, а богатая жиром печень используется для производства рыбьего жира. В конце 20 века численность атлантической трески у берегов Северной Америки резко сократилась из-за чрезмерного вылова. Существуют планы по восстановлению численности трески, однако ни один из них пока не был приведен в действие.
Якобсен и его коллеги расшифровали геном Gadus morhua при помощи так называемого «метода дробовика», когда с помощью специальных реактивов ДНК разбивается на небольшие части, которые затем анализируются и впоследствии «собираются» в полный геном с помощью компьютера. Ученые отмечают, что точность этого метода сопоставима с расшифровкой структуры полной молекулы ДНК и при этом значительно дешевле.
Биологи выяснили, что в геноме трески содержится около 830 миллионов нуклеотидов — единичных «кирпичиков» ДНК. Авторы статьи считают, что им удалось обнаружить около 98% всех генов, которые содержат инструкции по производству белковых молекул.
Затем исследователи сравнили геном трески с геномом другого вида хищных морских рыб — трехиглых колюшек (Gasterosteus aculeatus), и выяснили, что у них совпадает примерно 18 тысяч генов, кодирующих структуру белков. В целом в геноме трески присутствует около 22 тысяч значимых генов.
Якобсен и его коллеги обнаружили, что в геноме трески отсутствует главный комплекс гистосовместимости (MHC II) — относительно длинный участок ДНК, кодирующий значительную часть белков иммунной системы, участвующих в «опознании» бактерий и вирусов. Считалось, что этот участок появился у первых позвоночных животных и мало изменился с тех пор.
Выяснилось, что для защиты от патогенов треска использует менее совершенный с эволюционной точки зрения комплекс гистосовместимости MHC I, который у других животных «помогает» MHC II. Количество генов в этом комплексе и их общая «протяженность» у трески оказалась значительно выше, чем у других видов позвоночных. Кроме того, в геноме трески расширен набор TLR-генов — участков ДНК, кодирующих белки, которые нейтрализуют конкретные бактерии или другие патогены.
Ученые отмечают, что подобное устройство иммунной системы не является исключительным свойством атлантической трески — отсутствие MHC II и расширенная функциональность MHC I и TLR-генов характерна и для аксолотлей (Ambystoma mexicanum) — земноводных животных, похожих на головастиков лягушек.
Помимо этого, авторы работы обнаружили механизм, с помощью которого треска приспосабливается к изменениям концентрации кислорода в воде при повышении или понижении температуры. Биологи давно знали о существовании в организме трески нескольких «версий» гемоглобина, эффективность которых зависела от температуры, но при этом механизм их «переключения» оставался неизвестным.
Исследователи установили, что в гены, кодирующие разные вариации гемоглобина, встроен особый «генетический ключ», который включается или выключается при определенной температуре. В зависимости от степени нагрева воды включается либо один, либо другой ген гемоглобина, что позволяет рыбам гибко приспосабливаться к колебаниям температуры.
РИА Новости
