Расшифрован геном большой белой акулы

Международная группа исследователей из США, Португалии и России расшифровала геном большой белой акулы и нашла причины удивительных регенеративных способностей этих животных. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Эволюционный биолог Майкл Стэнхоуп (Michael Stanhope), который участвовал в исследовании, пожаловался, что найти деньги на изучение генома акул чрезвычайно сложно. Зачастую финансируют исследования приматов или домашнего скота, но акулы, по его мнению, гораздо интереснее, ведь они появились примерно 400 миллионов лет назад — задолго до того, как амфибии вышли на сушу, — но до сих пор процветают.

Большие белые акулы примечательны еще тем, что могут достигать в длину шести метров и жить до 70 лет. По словам биологов, увеличенный размер тела и большая продолжительность жизни повышают риск развития раковых опухолей, но среди акул это заболевание наблюдается редко. Более того, они способны заживлять даже самые серьезные и опасные для жизни раны всего за несколько недель. Расшифровка генома помогла узнать причины таких способностей.

Во-первых, белые акулы имеют массивный геном — в нем 41 пара хромосом, в отличие от человека, у которого всего 23 пары. Во-вторых, в нем находится самое большое количество генов, ответственных за свертывание крови и формирование новой плоти, среди всех изученных позвоночных. В-третьих, белые акулы выработали механизм, который позволяет им, несмотря на размер и продолжительность жизни, избегать рака.

Авторы заметили механизм молекулярной адаптации в многочисленных генах, имеющих значение в поддержании стабильности генома. Этот механизм — своеобразная защита против накопления повреждений в ДНК. Например, его присутствие отметили в генах, связанных с репарацией ДНК.

Кроме того, исследователи нашли в геноме большое количество так называемых прыгающих генов, или транспозонов (передвигающиеся участки ДНК), и длинные диспергированные повторы (LINEs). Именно пролиферацию LINEs ученые назвали причиной эффективной репарации ДНК.

Сотрудник частного некоммерческого Университета Нова Саутистерн Махмуд Шивджи (Mahmood Shivji) рассказал о том, какую пользу может принести открытие:

«Нестабильность генома — причина многих заболеваний человека. Теперь же мы увидели, что природа уже разработала собственные хитроумные стратегии для поддержания стабильности генома. Отсюда мы можем извлечь информацию, которая пригодится в борьбе с раком и поможет улучшить методы лечения ран».

Чтобы проверить, действительно ли ДНК акул позволяет им чаще избегать опухолей, биологи из Корнеллского университета собираются провести эксперимент на мышах. Они поместят стабилизирующие геном участки ДНК в генетический материал трансгенных мышей и подвергнут их воздействиям канцерогенов.

Ранее ученые обнаружили, что исчезновение больших белых акул в южноафриканских водах привело к появлению семижаберных акул — высших хищников из другой среды. Семижаберные акулы — живые ископаемые, похожие на своих родственников из юрского периода, у которых было семь жабр вместо пяти.