Фото: АР
Ученые проверили свои выводы, "заразив" культуры клеток матки, почек и других частей тела человека специальным ретровирусом
Древние млекопитающие отказались от сумки и перешли к вынашиванию детенышей в утробе после того, как в их геноме внезапно появилась гигантская вставка из "мусорной" ДНК, которая ведет себя как вирус - размножается внутри генома и вытесняет другие гены.
Об этом заявляют американские биологи в статье в журнале Nature Genetics.
"За последние два десятилетия нам пришлось пересмотреть многие положения теории эволюции. Мы считали, что все изменения происходят постепенно, небольшими "шажками"-мутациями в нашей ДНК. Но в этом случае мы обнаружили гигантскую "вставку" генов, которая вызвала кардинальную перестройку организма (предков млекопитающих)", - заявил руководитель группы Гюнтер Вагнер из Йельского университета (США), чьи слова приводит пресс-служба университета.
В рамках своей работы биологи сравнили, какие гены "включаются" при появлении оплодотворенной яйцеклетки в матке плацентарных млекопитающих, человека и броненосца, с аналогичными генами сумчатых опоссумов. Вагнер и его коллеги обнаружили, что в геноме клеток человека и броненосцев были активны 1,5 тысячи генов, которые никак не проявляли себя в клетках опоссумов.
С другой стороны, в клетках опоссума они нашли 199 генов, которые были "отключены" в матке плацентарных млекопитающих.
Затем ученые проанализировали устройство общих генов человека и броненосцев, определили их функции и "родословную". Оказалось, что большинство этих генов отвечает за развитие плода в утробе.
В частности, в их число входят "молочный" ген пролактин (PRL) и семейство генов GPCR, отвечающих за работу так называемых семиспиральных рецепторов, которые оповещают организм о прикреплении яйцеклетки к стенке матки.
Биологи установили, что большинство этих генов окружены двумя повторами транспозона MER20 - мобильного участка так называемой "мусорной ДНК", который наши предки могли получить от давно исчезнувшего ретровируса.
Эти участки активируются специальными сигнальными белками, которые вырабатывает организм женщины или самки животного при оплодотворении яйцеклетки и по мере развития плода.
"Транспозоны растут как паразиты, проникшие внутрь тела - они размножаются и занимают место внутри генома", - объяснил один из участников группы Винсент Линч из Йельского университета.
Ученые проверили свои выводы, "заразив" культуры клеток матки, почек и других частей тела человека специальным ретровирусом, который добавлял к таким участкам ген люциферазы - белка-"светлячка".
Большинство клеток матки светилось, когда внутри них вводили смесь из гормонов беременности, тогда как другие клетки реагировали на гормоны гораздо хуже. Вдобавок к этому, клетки почек и других частей тела не могут самостоятельно собирать и обрабатывать гормоны беременности, что еще раз подтверждает выводы авторов статьи.
По мнению биологов, "вставки" из MER20 разблокировали ранее не использовавшиеся участки ДНК, отвечающие за работу половой системы, и заставили предков млекопитающих "отказаться" от сумки и перейти к вынашиванию потомства внутри утробы.