Генетика

[Gulzhan**]

источник: Чердак ,22,12,2018
В геноме гималайских сурков нашли рецепты жизни за облаками


Суровыми зимами они чинят свою ДНК, разжижают кровь и не дают расти сосудам.




Генетики собрали первую полную версию генома гималайского сурка и сравнили разные варианты генов у особей, живущих на разных высотах. Оказалось, что секрет выживания в экстремальных условиях — бережное отношение к своему мозгу во время зимней спячки.

На высоте 5 000 метров в Гималаях обитает немало животных: кроме сурков, там водятся яки, антилопы и мастифы. Однако приспособления к холоду и кислородному голоду у них разные. Например, из них только сурки впадают в спячку и подходят к этому крайне ответственно: роют норы десятиметровой глубины и проводят в них по полгода. В поисках рецептов выживания зимой ученые отсеквенировали геномы гималайских сурков (Marmota himalayana), живущих на разных высотах, и сравнили их с геномами других видов сурков. Кроме того, они проанализировали транскриптомы (РНК-копии генов) клеток печени и мозга сурков и выделили гены, которые зимой, во время спячки, работают активнее, чем летом.

Выяснилось, что гены, отличающие сурков-горцев от их собратьев, живущих в более теплых условиях, и более дальних родственников (других видов сурков), отвечают, собственно, за процессы, которые активны во время спячки. Это означает, что за приспособление к экстремальным условиям отвечают именно особенности зимнего сна.

Иными словами, многие грызуны спят, но некоторые — особенно тщательно и аккуратно.


Среди генов, отличающих гималайских сурков от прочих, можно выделить несколько групп.



Первая — обмен веществ: зимой животные переключаются на расщепление жирных кислот как единственного источника пищи. Вторая — подавление циркадных ритмов: при низком уровне кислорода нужно поддерживать слабую интенсивность обмена веществ, особенно во время спячки. Третья — гены, связанные с работой противосвертывающей системы крови. Зимой кровь становится более вязкой и движется медленнее, поэтому гены свертывания работают слабо, чтобы не образовывались тромбы. Четвертая группа специализируется на защите мозга от стрессовых факторов. У высокогорных животных приторможены процессы роста сосудов для экономии ресурсов и страховки мозга от окислительного стресса. А еще у гималайских сурков активнее стволовые клетки мозга, чем у сурков, живущих в тепле, — клетки экспрессируют больше генов плюрипотентности и потому лучше готовы к активному делению, если мозг повредится в заморозки.

В дальнейших планах у исследователей не только уточнить геном сурков, но и разобраться с их иммунитетом. Известно, например, что сурки часто болеют вирусным гепатитом и чумой и могут передавать их людям.

[Gulzhan**]

2 марта 2020, источник: РИА Новости, (новости источника)

Ученые обнаружили признаки ДНК в костях динозавров



МОСКВА, 2 мар — РИА Новости. В хрящевых клетках утконосого динозавра, жившего на севере США 75 миллионов лет назад, ученым удалось обнаружить белки, хромосомы и признаки ДНК. Описание находки приведено в журнале National Science Review.



В начале 1980-х годов на севере штата Монтана в отложениях позднемелового возраста было обнаружено целое ископаемое «гнездовье» травоядного утконосого динозавра Hypacrosaurus stebingeri с остатками десятков погибших птенцов, которые в момент смерти были совсем маленькими и не могли самостоятельно покинуть гнездо.


Палеонтологи Алида Бейоль (Alida Bailleul) из Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных Академии наук Китая и Мэри Швейцер (Mary Schweitzer) из Университета штата Северная Каролина проводили микроскопические исследования фрагментов костей детенышей гипакрозавра в Музее Скалистых гор в городе Бозмен (штат Монтана), где они хранятся, когда Бейоль в одном из фрагментов заметила несколько прекрасно сохранившихся клеток в кальцинированных хрящевых тканях по краям кости.

Две хрящевые клетки все еще были связаны между собой межклеточным мостиком, морфологически идентифицированным с концом деления клетки, что напоминало заключительную стадию деления клеток. Внутри также был виден темный материал, напоминающий ядро ​​клетки. Одна хрящевая клетка сохранила темные удлиненные структуры, по форме напоминавшие хромосомы.





«Я не могла в это поверить, мое сердце практически перестало биться», — приводятся в пресс-релизе издательства Science China слова Бейоль.

Это первая находка такого рода, до этого целые сохранившиеся клетки такого возраста еще ни разу не удавалось обнаружить.


Более того, на сегодняшний день существует мнение, основанное на результатах кинетических экспериментов и моделировании, что ДНК сохраняется не более одного миллиона лет.


Для того чтобы определить, могут ли в принципе сохраниться какие-либо оригинальные молекулы или белки в данных костях, ученые выполнили иммунологический и гистохимический анализы на других черепах из того же самого «гнездовья», используя для поиска органики молекулярные и химические маркеры. В качестве контрольных образцов были выбраны черепа молодых эму.


Суть иммунологического теста заключается в том, что маркерное вещество начинает реагировать, если обнаружит антитела определенного типа клеток. В данном случае маркер реагировал на антитела коллагена II — белка, обычно встречающегося в хрящевой ткани животных. Это, по мнению ученых, говорит о том, что остатки исходных белков все еще присутствуют.

Этот иммунологический тест подтверждает наличие у этого динозавра остатков оригинальных хрящевых белков.


Мэри Швейцер
Палеонтолог

В следующем тесте исследователи использовали два ДНК-красителя — DAPI (4 6-диамидино-2-фенилиндол) и PI (йодид пропидия), которые специфически связываются с фрагментами ДНК, окрашивая их. Результаты показали наличие внутреннего положительного связывания, что позволяет предположить, что некоторая оригинальная ДНК динозавра сохранилась.



«Эти новые впечатляющие данные предполагают, что ДНК может сохраняться в течение десятков миллионов лет, и мы надеемся, что это исследование будет стимулировать ученых, работающих над древней ДНК, использовать новую методологию, чтобы раскрыть все неизвестные молекулярные секреты древних тканей», — отмечает Бейоль.


Для исключения ошибки или эффекта загрязнения образцов современной ДНК, авторы проводили контрольные исследования в других лабораториях, и результаты везде подтвердились.


По мнению ученых, их исследование закладывают основу для будущих усилий по извлечению и секвенированию ДНК из других мезозойских окаменелостей по всему миру.


​