Геномът на птицечовката е по-сложен от своя гостоприемник
Птицечовката е водоплаваща птица от разред еднопроходни, едно от най-известните ендемични животни на Австралия. Това странно създание изглежда като смесица от влечуго, птица и бозайник. Така че е чудно, че чрез „дешифрирането на птицечовката“ и сравняването на нейния „код“ с хромозомните набори на други животни, изследователите са открили в него „парчета“ от същите птици, влечуги и бозайници? Разходи.
Първоначалното дешифриране на наследствената информация на странното творение е извършено от международен консорциум от учени, ръководени от Уесли Уорън от Центъра за геномно секвениране на университета Сейнт Луис. А записаният „код на живота“ се оказал не по-малко странен от самата птицечовка.
Учени са анализирали генома на женската птицечовка Глени (Glennie) от австралийския щат Нов Южен Уелс. Изследователите откриха около 18,5 хиляди гени и сравниха техните последователности с генетичната информация на хора, мишки, кучета, опосуми и пилета.
С ценни данни зад тях, биолозите сега сортират мозайка от открития, които ще ни помогнат да научим повече за еволюцията на животинското царство и по-специално на бозайниците.
Пример: една от основните отличителни черти на бозайниците е наличието на млечни жлези, с помощта на които те хранят потомството си с мляко. Птицечовката няма зърна, но има жлезиста кожа, която отделя мляко (богато на мазнини, захари и протеини) през порите си.
Обширен анализ показва, че птицечовката има гени, отговорни за производството на казеин (основният протеин в млякото на всички бозайници). От това генетиците заключават, че появата на мляко при бозайниците е настъпила преди повече от 166 милиона години (след като последните се отделят от сауропсидите, откоито по-късно се развиват съвременните влечуги и птици).
Друга група учени се заели с изследването на гените, отговорни за образуването на яйцата на птицечовката. Те също разказаха много интересни неща.
Ембрионът на бъдещото малко се развива в утробата в продължение на 21 дни, след което женската снася малко яйце с кожена черупка. След още 11 дни се раждат малки с ненапълно диференцирани органи. Като торбести животни те се развиват по-нататък, хранейки се с майчиното мляко.
Биолозите са установили, че птицечовката има четири гена, които присъстват в бозайниците и са отговорни за образуването на първичната черупка на яйцето (zona pellucida), което улеснява неговото оплождане. Въпреки това, той също има две съвпадения за ZPAX гена, който преди това беше открит в птици, земноводни и риби.
В допълнение, наследствената информация на това животно съдържа ген, който имат пилетата и рибите и е отговорен за образуването на вителогенин (прекурсорният протеин, върху който е изграден яйчният жълтък). Това означава, че вителогенинът се е появил преди отделянето от сауропсидите (с едно предупреждение: ако пилетата имат три гена, кодиращи вителогенин, то птицечовката има един).
Друго интересно наблюдение: открити са гени, които присъстват и при животни с добре развито обоняние (например гризачи и кучета). Тоест, въпреки факта, че птицечовката плува под водата със затворени очи, ноздри и уши, тя се ориентира не само с помощта на рецептори, разположени на „човката“, които са чувствителни към електрически сигнали, но също така, вероятно, чрез миризма.
Генетиците обаче откриха още интересни факти. И така, други характеристики на птицечовката, присъщи на съвременните влечуги, както се оказа, се развиха отделно.
Известно е, че мъжките индивиди на "австралийския туземец"На задните си крака имат отровни шпори. Отровата, която се намира в тях, е в състояние да убие животно с размерите на куче и да причини значителна болка на човек.
Подобно на отровата на влечугите, тя е смес от поне три пептида. Но този коктейл се появи в резултат на дублиране на гени на птицечовка, които се различават от тези на съвременните влечуги. Фактът, че отровите се оказаха сходни, е пример за конвергентна еволюция при две различни животни.
Известно е също, че полът на птицечовката се определя не от две (както при бозайниците, по-специално хората и птиците), а от десет хромозоми от 52. В същото време хромозомите, въпреки че са маркирани като X и Y, са напълно различни от всяка от X хромозомите на човек, мишка или куче. Освен това X хромозомите на птицечовката са по-сходни с Z хромозомите на птиците.
Оказва се, че плацентарните полови хромозоми, както и генът Sry, разположен върху Y хромозомата, са еволюирали след като еднопроходните са се отклонили от бозайниците, което се е случило много по-късно, отколкото се смяташе досега.
„Нашите полови хромозоми са нормални автозоми на птицечовка“, обяснява Дженифър Грейвс, изследовател от Австралийския национален университет, който преди това е участвал в дешифрирането на генома на опосума.
Приблизително същите резултати са получени от биолози, изучаващи структурата на микро-РНК на птицечовка. Сред тях бяха такива, които се срещат само при пилетата (но не и при бозайниците) и обратно.
Така се оказва, че части от генома на различни животни съжителстват в хромозомния набор на един организъм, заключават учените в прессъобщение от Вашингтонския университет в Сейнт Луис.
В същото време почти половината от генома на птицечовката се състои от некодиращи ДНК последователности, много копия на движещи сегенетични елементи (както при много бозайници), но в същото време микросателитите са много по-рядко срещани, които освен това по структура приличат повече на същите области при влечугите. Балансът на допълващите се базови двойки (а има приблизително 2,2 милиарда от тях) се измества към A-T двойките.
Може да се каже надеждно, че получената информация (ще я намерите тук) ще бъде сортирана тухла по тухла и обработвана дълго време, а разликите в геномите на птицечовката и другите животни ще бъдат приписани на определени характеристики на вида.
В бъдеще учените мечтаят да стигнат до генома на не по-малко любопитен роднина на птицечовката, ехидната. Но засега това дори не е обозримо бъдеще.