От акул до кошек: учёные составили карту геномов 51 вида животных
Исследователи составили генетическую карту-схему более полусотни видов животных, в том числе кошек, дельфинов, кенгуру, пингвинов, акул и черепах. Проделанная научная работа углубила понимание эволюции и связей между людьми и животными.
Ведущий автор геномного проекта — Майкл Шатц, профессор компьютерных наук и биологии в Университете Джона Хопкинса, США. Он сказал, что собранная информация, в частности, сыграет важнейшую роль для анализа человеческого здоровья. Как известно, лекарства начинают испытывать на мышах и других животных, так что познания о геномах тех же лабораторных мышей и других подопытных видов принесут непосредственную пользу.
Участники проекта «Геномы позвоночных» секвенировали, то есть досконально прочитали с помощью оборудования, геномы 51 вида позвоночных. Предпочтение отдавали полезным для понимания эволюции человека. Исследователи разработали новые алгоритмы и компьютерные программы, чтобы ускорить секвенирование до нескольких дней, хотя раньше такая «раскладка по полочкам» занимала от нескольких месяцев в случаях с животными до нескольких десятилетий, когда дело дошло до человеческого генома.
Млекопитающие — часть царства позвоночных. Оказалось, что у выкармливающих потомство молоком, в том числе обезьян, собак, кошек, мышей и людей, в ДНК от 50% до 99% сходства, и почти все аналогичные гены — от общего предка, который существовал около 200 млн лет тому назад.
Сопоставляя геномы рассмотренных видов в целом, специалисты научились определять, когда и где последовательности ДНК расходились и к чему эти различия привели с точки зрения здоровья людей. Но, по словам исследователей, эта работа была ограничена количеством и качеством изученных геномов позвоночных.
Геномы позвоночных состоят из миллиардов элементов, а это чрезмерно много, чтобы любая из существующих технологий секвенирования сумела прочитать такое количество «букв» за один полный проход. Поэтому исследователям приходится опираться на инструменты, которые разделяют геном на читаемые участки. Затем программное обеспечение на основе этих сегментов определяет, как из них складывается единая картина-головоломка. Но прежние технологии не справлялись с этим пазлом.
Шатц рассказал, что новое ПО благодаря новейшим данным секвенирования и алгоритмам их компоновки лучше поработало с отдельными сегментами, и так сложилась полная картина.
Чтобы испытать созданную методику, исследователи нанесли на карту геном певчей птицы зебровая амадина, который ранее секвенировали для исследований эволюции мозга. Новейшая технология не в пример лучше справилась с повторной сборкой генома из участков, отображая более точную и цельную карту. Кстати, специально разработанное ПО сделали общедоступным онлайн через веб-платформу Galaxy.
Научный коллектив намерен продолжить свой проект, пересобрав как минимум по одному геному из всех 275 отрядов позвоночных.
Шатц добавил, что в каком-то смысле они работают над эволюционной машиной времени. В процессе получается проследить, как позвоночные видоизменялись на протяжении веков и в результате положили начало генов и последовательностей, которые своим уникальным образом запечатлелись в людях.
Ведущий автор геномного проекта — Майкл Шатц, профессор компьютерных наук и биологии в Университете Джона Хопкинса, США. Он сказал, что собранная информация, в частности, сыграет важнейшую роль для анализа человеческого здоровья. Как известно, лекарства начинают испытывать на мышах и других животных, так что познания о геномах тех же лабораторных мышей и других подопытных видов принесут непосредственную пользу.
Участники проекта «Геномы позвоночных» секвенировали, то есть досконально прочитали с помощью оборудования, геномы 51 вида позвоночных. Предпочтение отдавали полезным для понимания эволюции человека. Исследователи разработали новые алгоритмы и компьютерные программы, чтобы ускорить секвенирование до нескольких дней, хотя раньше такая «раскладка по полочкам» занимала от нескольких месяцев в случаях с животными до нескольких десятилетий, когда дело дошло до человеческого генома.
Млекопитающие — часть царства позвоночных. Оказалось, что у выкармливающих потомство молоком, в том числе обезьян, собак, кошек, мышей и людей, в ДНК от 50% до 99% сходства, и почти все аналогичные гены — от общего предка, который существовал около 200 млн лет тому назад.
Сопоставляя геномы рассмотренных видов в целом, специалисты научились определять, когда и где последовательности ДНК расходились и к чему эти различия привели с точки зрения здоровья людей. Но, по словам исследователей, эта работа была ограничена количеством и качеством изученных геномов позвоночных.
Геномы позвоночных состоят из миллиардов элементов, а это чрезмерно много, чтобы любая из существующих технологий секвенирования сумела прочитать такое количество «букв» за один полный проход. Поэтому исследователям приходится опираться на инструменты, которые разделяют геном на читаемые участки. Затем программное обеспечение на основе этих сегментов определяет, как из них складывается единая картина-головоломка. Но прежние технологии не справлялись с этим пазлом.
Шатц рассказал, что новое ПО благодаря новейшим данным секвенирования и алгоритмам их компоновки лучше поработало с отдельными сегментами, и так сложилась полная картина.
Чтобы испытать созданную методику, исследователи нанесли на карту геном певчей птицы зебровая амадина, который ранее секвенировали для исследований эволюции мозга. Новейшая технология не в пример лучше справилась с повторной сборкой генома из участков, отображая более точную и цельную карту. Кстати, специально разработанное ПО сделали общедоступным онлайн через веб-платформу Galaxy.
Научный коллектив намерен продолжить свой проект, пересобрав как минимум по одному геному из всех 275 отрядов позвоночных.
Шатц добавил, что в каком-то смысле они работают над эволюционной машиной времени. В процессе получается проследить, как позвоночные видоизменялись на протяжении веков и в результате положили начало генов и последовательностей, которые своим уникальным образом запечатлелись в людях.
Нанесение на карту генов наших эволюционных кузенов поможет нам лучше понять самих себя
— Майкл Шатц, ведущий автор проекта «Геномы позвоночных».
— Майкл Шатц, ведущий автор проекта «Геномы позвоночных».
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; phys.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Как на ладони: Обнаружен морской гигант, который виден из космоса
Мегакоралл у Соломоновых островов оказался самым крупным животным Земли....
Спасти планету сможет… африканский червь
В Кении найдено насекомое с удивительными способностями....
Забудьте всё, что вы знали о Луне
Новая теория предлагает в корне иное происхождение ночного светила....
Главная тайна Седьмой планеты разгадана через 38 лет
Уран оказался не таким уж странным, как думали ученые....
80 000 лет жизни: какие тайны скрывает самое древнее и большое существо на планете?
Залог невероятного долголетия и удивительного выживания обнаружили учёные....
«Орешник», «Бук» и «Тополь»: искусный нейминг от российских военных конструкторов
Наука как сбить Запад с толку....
Раскрыт секрет идеального женского тела?
Оказывается, дело вовсе не в соотношении талии и бедер....
Янтарь из недр Антарктиды раскрыл тайны тропических лесов
Застывшая смола возрастом 90 млн лет как часть исчезнувшей экосистемы....
Саблезубый котёнок томился во льдах Якутии 35 тысяч лет
Благодаря находке стало известно, что сородичи пушистика обитали в столь холодных местах....
Ученая вылечила свой рак вирусами собственного производства
Если человек хочет жить — медицина бессильна....
Носи умные очки или увольняйся!
Amazon планирует заставить всех курьеров носить этот электронный прибор....
Разгадано учеными: почему города разрушают сердце и разум
Причины, которые нашли исследователи, вас удивят....
Почти бессмертные существа помогут человечеству покорить глубокий космос
Ученым, наконец, удалось «взломать» код поразительной живучести тихоходок....
Турбулентность отменяется! А пилоты-люди вообще будут не нужны
Искусственный интеллект может в корне изменить авиацию....
Надеялись на Беса: древние египтянки при беременности хлебали галлюциногенные смеси
Думали, что божок с двусмысленным для нас именем убережёт....
Чудо в перьях: Робот-голубь «упорхнёт» от радиолокации
Изобретение грозит новой гонкой вооружений....