В СПбГУ выяснили, у кого из многоклеточных организмов самый короткий геном

Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology. «Ортонектиды — это группа паразитических существ, которая была открыта достаточно давно — в 1877 году, однако их положение в системе животных до недавнего времени оставалось загадкой, — рассказал профессор СПбГУ, доктор биологических наук Георгий Слюсарев.

— Исходно их считали крайне примитивными животными, которые занимают промежуточное положение между одноклеточными и многоклеточными, отсюда их старое название — “мезозоа”: от греческого “мезо” — “между” животными и протистами. Однако, когда мы начали проводить с ними исследования, выяснилось, что они совершенно не такие простые».

На мысль отсеквенировать геном самой маленькой ортонектиды ученых СПбГУ натолкнуло исследование, проведенное ими в 2016 году, когда они расшифровали геном другого вида, чуть крупнее, под названием Intoshia linei. На тот момент он оказался одним из самых маленьких геномов среди многоклеточных, значит, предположили петербургские ученые, возможно, у более мелкой Intoshia variabili геном будет еще меньше, к тому же их можно будет сравнить и больше узнать об эволюции этих загадочных созданий.

Главный вопрос — соответствует ли развитие ортонектид основным постулатам эволюции паразитических организмов, которые со временем не только уменьшаются и упрощаются морфологически, но и избавляются от «лишних» фрагментов генома? Чтобы это выяснить, ученые отправились на университетскую Морскую биологическую станцию: именно здесь впервые был обнаружен и описан вид Intoshia variabili, который, кстати, еще встречается в Баренцевом море.

Выращивать этих паразитов в лаборатории достаточно сложно, поэтому биологам приходится собирать их в полевых условиях и совсем в небольших количествах. Затем образцы привозят в Петербург, где на базе Научного парка СПбГУ проводятся молекулярные исследования.

«Оказалось, геном самого маленького представителя ортонектид, который мы секвенировали, содержит минимальное количество генов, которое вообще возможно для нормального функционирования многоклеточного организма. На данный момент это самый маленький геном среди всех многоклеточных, — рассказала кандидат биологических наук старший научный сотрудник СПбГУ Наталья Бондаренко.

— Его размер составляет 15,3 миллионов пар оснований. Количество генов — 5120, причем половина из них — это так называемые orphan genes, которые не группируются ни с какими с другими известными науке генами. Они уникальны именно для ортонектид. Мы продолжаем работать в этом направлении, чтобы понять, что это за гены, а также как они работают в геноме».

Кроме того, ученым СПбГУ удалось найти генетические доказательства принадлежности ортонектид к конкретному типу животных — им оказались аннелиды, или кольчатые черви. Что интересно, отмечает Наталья Бондаренко, среди аннелид не было настоящих внутриорганизменных паразитов и ортонектиды стали уникальным исключением. К тому же, отмечают биологи, найти организм с таким маленьким геномом — это большая удача, ведь его удобно использовать в качестве модельного объекта для проведения различных исследований.

«Ортонектиды сами по себе не так интересны, как интересны общебиологические вопросы, связанные с изучением эволюции паразитизма в целом: как происходит упрощение у разных групп животных, чем оно отличается, почему разными путями они приходят к одному и тому же. Новые данные позволяют нам двигаться в любом направлении и изучать, к примеру, отдельно эволюцию нервной системы и многие другие аспекты», — объяснила Наталья Бондаренко. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда № 19-74-10013 и Российского фонда фундаментальных исследований № 19-04-00218.

СПбГУ

23 статей

Один из старейших, крупнейших и ведущих классических университетов и один из важнейших центров науки, образования и культуры в России.

Показать больше