Загадка съедобных монстров: учёные разложили по полочкам геном миксин

При виде миксин вспоминается песня со словами «И не рыбы вместо рыб будут плавать там». Действительно, понять тайну связей и происхождения этих живучих бесчелюстных существ, не удавалось так долго, что биологи отнесли их в отдельную ветвь животных: класс — миксины (Myxini), отряд — миксинообразные, семейство — миксиновые. Из-за внешнего вида не все при случае решаются отведать этих рекордсменов по выработке слизи, хотя они вполне съедобны.

А рыбаки нередко проклинают этих тварей, потому что из-за них порой приходится менять места лова. Миксины способны завязываться в узел, чтобы отрывать куски пищи, освобождаться от захвата или очищать тело от собственной слизи. Скелет дельфина или акулы с упитанной миксиной внутри — обычная сценка на дне моря где-нибудь в тропиках или субтропиках. А внутрь многих жертв они попадают, прогрызая тем брюхо. А грызть им есть чем…



Если добыча слишком трепыхается, будучи поедаемой заживо — душат слизью изнутри жабр. Ещё факт: будучи в том числе падальщиками, миксины отвечают, среди прочего, за уничтожение трупов китов. И ещё факт: миксиновые — единственные современные животные, у которых есть череп, но нет позвоночника.

В общем, неудивительно, что учёным захотелось взяться за миксин всерьёз, чтобы понять о них побольше. И вот наконец-то исследователи секвенировали (разобрали на составляющие) первый геном миксины.

Над задачей работала международная научная группа, более 40 специалистов из 30 исследовательских учреждений семи стран. И ушло на эту совместную сложную работу десять лет. Возглавлял проект Хуан Паскуаль Анайя из Университета Малаги (UMA), Испания.

Долговременность исследования говорит о его чрезвычайной сложности. Например, анализ функциональности геномов, основанный на чрезвычайно редких образцах эмбрионов миксины, провели в лаборатории профессора Шигеру Куратани из RIKEN. А исследование возможного влияния дублирования генома на каждое отдельно взятое позвоночное разрабатывали совместно с профессором Бристольского университета и членом Королевского общества Филом Донохью.

Об открытии сообщили в журнале Nature Ecology & Evolution. Итак, исследователи расшифровали эволюционную историю генома, происходящего от предков позвоночных, включая людей.



Геном миксин состоит из большого количества микрохромосом, которые, в свою очередь, состоят из повторяющихся последовательностей. Хуан Паскуаль Анайя пояснил, что эти микрохромосомы, кроме того, теряются в процессе развития животного, так что целый геном сохраняется только в половых органах.

В процессе исследования секвенировали геном прибрежной миксины Eptatretus burgeri, обитающей в Тихом океане вдоль побережья Восточной Азии. Ради этой цели исследователи собрали данные, в 400 раз превышающие размер генома животного, используя передовые методы хромосомных технологий.

Данные позволили сравнить, например, порядок расположения генов у конкретного вида и у позвоночных, включая акул и людей. И таким образом удалось разрешить одну из самых важных и живых дискуссий среди специалистов по геномной эволюции. А шли споры о количестве дублирований генома и когда именно оно происходило при происхождения различных линий позвоночных. Анайя подчеркнул, что благодаря этому науке теперь известно, что общий предок всех позвоночных произошёл от вида, геном которого однажды был полностью продублирован.

Позже, по словам учёного, линии, давшие начало современным нижнечелюстным и бесчелюстным позвоночным, разделились. И каждая из них повторно размножила свой геном независимым образом. Так, первая, ветвь развития, к которой относится человек, продублировала его, а другая — утроила.

Завершилось междисциплинарное исследование тем, что дало ключ к пониманию эволюционной истории позвоночных. Проект дал представление о генетических процессах, которые, вероятно, привели к появлению важных характеристик: структур мозга, органов чувств и сложной регуляции генов, то есть активации и отключения.