Nowe badanie DNA ujawnia nasze sekretne starożytne zwierzę - i co może sprawić, że będziemy chorzy

Brazylijskie delfiny rzeczne są jednym z 240 gatunków objętych szeroko zakrojonym mapowaniem genomu ssaków. Zdjęcie: Franco Banfi/TT
 

Nietoperz waży mniej niż dwa gramy, a wieloryb błękitny może ważyć ponad 150 ton. Jeden żyje na lądzie i potrafi latać, drugi żyje w morzu i może z łatwością nurkować na głębokość kilkuset metrów. Oba oddychają powietrzem, wydają na świat żywe młode i są ciepłokrwiste.

Ssaki to niezwykle zróżnicowana grupa zwierząt - a nasz genom kryje cenną wiedzę o tym, co czyni nas wyjątkowymi i co nas łączy. Międzynarodowy zespół badaczy przyjrzał się bliżej dużym częściom genomu, które nie mają znanych funkcji lub kodują białka i pozostają tajemnicą dla nauki. 

Celem było znalezienie obszarów, które wyglądają identycznie u bardzo różnych gatunków ssaków na Ziemi pomimo milionów lat ewolucji.

Dla przykładu, mogą istnieć czynniki ryzyka, które odgrywają ważną rolę w naszym zdrowiu - twierdzą badacze.
 

Szacuje się, że na początku XIX wieku na preriach Ameryki Północnej żyło 40-50 milionów żubrów. Intensywne polowania doprowadziły do bliskiego wyginięcia gatunku pod koniec wieku. Teraz populacja liczy około 30 tys. osobników. Zdjęcie: Phil Savoie/TT

- Zwykle materiał genetyczny mutuje losowo przez cały czas. Kiedy więc znajdujemy obszary genomu, które wyglądają tak samo od ponad 100 milionów lat, możemy dojść do wniosku, że odgrywają one znaczącą rolę, np. regulują geny, które kontrolują powstawanie białek w komórkach" - mówi Kerstin Lindblad-Toh, profesor genomiki na Uniwersytecie w Uppsali i dyrektor ds. badań w Broad Institute w Cambridge w USA.

Wraz ze swoją amerykańską koleżanką Elinor Karlsson kierowała dużym międzynarodowym projektem, w ramach którego około 150 badaczy przeanalizowało genomy 240 różnych gatunków ssaków. Gatunki te stanowią łącznie ponad 80 procent wszystkich znanych na Ziemi rodzin ssaków i jest to największe jak dotąd badanie tego typu. Wszystko zostało przedstawione w sumie w 11 pracach w najnowszym numerze czasopisma "Science".

W wyniku mapowania powstał gigantyczny szablon istotnych obszarów genomu ssaków. Można go nanieść na pojedynczy gatunek, aby uwypuklić szczególnie interesujące fragmenty nieznanej części genomu tego gatunku. W ten sposób badacze zidentyfikowali prawie dwa miliony nieznanych wcześniej obszarów regulacyjnych w ludzkim genomie.
 

Kerstin Lindblad-Toh, profesor genomiki na Uniwersytecie w Uppsali i dyrektor badań w Broad Institute w Cambridge, USA. Zdjęcie: Mikael Wallerstedt

- „To daje nam zupełnie nowe możliwości zawężenia obszaru poszukiwań, gdy szukamy podejrzanych genetycznych czynników ryzyka na przykład dla raka i rzeczywiście wszystkich chorób. Często zdarza się, że liczba możliwych mutacji jest nie do oszacowania, a to działa jak filtr” - mówi Kerstin Lindblad-Toh.

Kolejna grupa w ramach projektu przyjrzała się, w jaki sposób mapowanie genetyczne może być wykorzystane w pracy na rzecz środowiska, wykorzystując próbki DNA do identyfikacji gatunków zagrożonych wyginięciem. Może to być cenne narzędzie, ponieważ większość z szacowanych na świecie dwóch milionów gatunków nie jest zbyt dobrze zbadana. „Informacje zawarte w pojedynczej próbce DNA mogą być wystarczające do oceny ryzyka przy braku wystarczających danych ekologicznych i populacyjnych” - piszą naukowcy w opracowaniu.

Zgodnie z przyjętym poglądem ewolucja ssaków rozpoczęła się, gdy dinozaury wyginęły przez uderzenie meteorytu 65 milionów lat temu. Jednak nowy projekt pokazuje, że zaczęła się ona znacznie wcześniej, co najmniej 100 milionów lat temu. Naukowcy byli również w stanie dostrzec, jak pewne części genomu ewoluowały wyjątkowo sprawnie u niektórych gatunków, co jest związane z unikalnymi adaptacjami u tego konkretnego gatunku. W przypadku ludzi, co może nie jest zaskakujące, wydaje się, że dotyczy to w dużej mierze rozwoju mózgu.