mobil 1 esp formula 5w 30 мобил 1 есп формула 5в30
 
купить mobil super fe special 5w 30 mobil super fe special 5w 30 интернет магазин автомасел
 
хомут купить запчасть N10202001 Skoda Audi Volkswagen Seat
 
http://myhitmp3.top/mp3/hail+to+the+king
 
bitcoin tor
 

Интернет: новые возможности и перспективы – людям!

Всероссийский Фестиваль интернет-проектов

«Новая Реальность»
 
 
 
 
 
 
 

График проведения Фестиваля

25 ноября 2008
Москва
Церемония вручения Премии Рунета 2008
23 декабря 2008
Москва
Итоги 2008 года
1-4 апреля 2009
Москва
Российский интернет-форум

Геном голого землекопа — ключ к секрету долголетия?

Прочтение генома голого землекопа — нестареющего холоднокровного эусоциального грызуна — открывает путь к расшифровке генетических основ уникальных особенностей этого животного, в том числе беспрецедентного долголетия и защищенности от рака. Не исключено, что анализ генома голого землекопа поможет решить ряд важных медицинских задач.

«Элементы» уже рассказывали о голых землекопах (Heterocephalus glaber) (см.: Голых землекопов не жжет ни кислота, ни перец, «Элементы», 31.01.2008). Эти африканские роющие грызуны уникальны во многих отношениях. Во-первых, голый землекоп — один из двух известных науке видов эусоциальных позвоночных (второй вид — дамарские землекопы; см.: Ленивые землекопы совершают подвиги в дождливую погоду, «Элементы», 10.04.2006). Они живут колониями по несколько десятков (иногда сотен) особей, причем в каждой колонии размножается только одна самка («царица») и 2–3 самца — ее супруги. Остальные особи, самцы и самки, не участвуют в размножении и образуют касту «рабочих», совсем как у муравьев или термитов.

Во-вторых, голые землекопы практически не стареют (их смертность не растет с возрастом). Они могут жить до 30 лет и более, что для зверьков размером с мышь — случай беспрецедентный. В-третьих, они не способны поддерживать постоянную температуру тела, то есть фактически являются пойкилотермными (холоднокровными) млекопитающими. У них замедлен обмен веществ — вероятно, в связи с адаптацией к низкому содержанию кислорода в душных подземных ходах. Кроме того, они практически не болеют раком, нечувствительны к некоторым видам боли, имеют наиболее редуцированный среди сухопутных животных волосяной покров, общаются при помощи множества (не менее 30) различных звуковых сигналов. В конкурсе на звание самого необычного млекопитающего голый землекоп был бы, пожалуй, вне конкуренции. Неудивительно, что его активно изучают.

Большая международная команда исследователей сообщила в последнем выпуске журнала Nature о прочтении генома голого землекопа. ДНК для анализа взяли у особи мужского пола. По своим общим характеристикам прочтенный геном не сильно отличается от геномов других млекопитающих. В нём обнаружено 22 561 белок-кодирующих генов, из которых не менее 21 394 (94,8%) реально работают (транскрибируются). Для сравнения, у человека 22 389 генов, у мыши 23 317, у крысы 22 841. Порядок расположения генов в хромосомах у голого землекопа весьма сходен с таковым у мыши и крысы. Мобильные генетические элементы составляют 25% генома — меньше, чем у человека (40%), мыши (37%) и крысы (35%).

В геноме голого землекопа обнаружено 244 псевдогена (так называют неработающие гены, выведенные из строя мутациями). Псевдогены позволяют судить о том, какие функции были важны для предков изучаемого животного, а потом перестали быть важными (и поэтому отбор перестал отбраковывать мутации, нарушающие работу соответствующих генов). Среди псевдогенов голого землекопа преобладают бывшие гены, связанные с обонянием, зрением (оно у землекопов действительно слабое), сперматогенезом, а также с убиквитинированием белков. Присоединение убиквитина к белкам обычно предшествует их уничтожению (белки, «помеченные» убиквитином, перерабатываются в протеасомах). У голого землекопа средний уровень убиквитинирования белков действительно понижен по сравнению с мышью, и, что еще более интересно, этот уровень у землекопа не меняется с возрастом. Возможно, это имеет отношение к загадочному долголетию голых землекопов.
 
Эволюционное дерево, основанное на сравнении неповторяющихся гомологичных участков геномов голого землекопа (H. glaber) и шести других видов млекопитающих (сверху вниз): собаки, человека, макаки резуса, кролика, мыши, крысы. Время дивергенции (расхождения) эволюционных линий показано синими цифрами (в скобках — диапазон возможной ошибки). По горизонтальной оси — время в млн лет назад. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Авторы обнаружили 186 генов (1,6% от общего числа), которые, вероятно, подвергались действию положительного отбора (в них закреплялись отбором полезные мутации) в линии голого землекопа после ее отделения от предков мыши и крысы. О положительном отборе можно судить по повышенной доле значимых нуклеотидных замен по отношению к незначимым (синонимичным). Два из этих генов (TEP1 и TERF1) связаны с регуляцией длины концевых участков хромосом — теломер. Это тоже может быть связано с долголетием (см.: теломерная теория старения), а также с устойчивостью к раку. Другой подход — поиск белков с уникальными для млекопитающих аминокислотными заменами — позволил выявить еще 39 белков, связанных со зрением, теплопродукцией, регуляцией клеточных делений, репликацией и репарацией ДНК, а один из этих белков оказался участником системы регуляции длины теломер. По-видимому, долголетие землекопов и отсутствие у них злокачественных опухолей действительно связаны (по крайней мере отчасти) с эволюционными изменениями этой системы.

В диплоидном геноме голого землекопа обнаружено 1,87 млн гетерозиготных однонуклеотидных полиморфизмов, то есть таких нуклеотидных позиций, в которых у исследованного самца в двух гомологичных хромосомах, полученных от отца и матери, стоят разные нуклеотиды. Это говорит о низком уровне гетерозиготности (около 0,7 гетерозиготных сайтов на тысячу) — примерно как у человека и существенно ниже, чем у мыши и крысы. Причинами низкой гетерозиготности могут быть: 1) низкое генетическое разнообразие популяции землекопов в целом, возможно, связанное с ее небольшой численностью; 2) высокий уровень инбридинга (близкородственных скрещиваний).

В белок-кодирующих областях генома голого землекопа найдено 10 951 значимых и 8616 синонимичных полиморфизмов. Столь высокая доля значимых полиморфизмов — намного более высокая, чем у человека, не говоря о мыши и крысе, — свидетельствует о низкой эффективности очищающего отбора и о накоплении «генетического груза», то есть значительного количества слабовредных мутаций. Слабый очищающий отбор, в свою очередь, может быть связан с низкой численностью популяции. Чем меньше популяция, тем более сильным должен быть негативный эффект мутации, чтобы очищающий отбор ее «заметил» и смог эффективно противостоять ее распространению в генофонде.

Пытаясь найти причины замедленного старения голых землекопов, авторы измерили уровень экспрессии (активности) генов в мозге, печени и почках землекопов разного возраста (новорожденного, четырехлетнего и двадцатилетнего). Оказалось, что у землекопов, по сравнению с другими млекопитающими, возрастные изменения уровня экспрессии характерны для весьма небольшого числа генов. Среди генов, экспрессия которых у других млекопитающих меняется с возрастом, а у землекопов либо остается постоянной, либо меняется в противоположную сторону, нашлось еще несколько перспективных кандидатов на роль «факторов долголетия». Например, активность гена SMAD3 у человека снижается с возрастом, а у землекопа — растет. Этот ген замедляет деление клеток (в том числе в опухолях), что указывает на его возможную роль в защите от рака.

Что касается «холоднокровности» землекопов, то она, по всей видимости, связана с изменениями гена UCP1, кодирующего белок термогенин (см. Thermogenin). От работы термогенина зависит, какая часть энергии, производимой митохондриями, пойдет на синтез АТФ, а какая выделится в виде тепла. У голого землекопа в этом белке под действием положительного отбора закрепились четыре аминокислотные замены, две из которых меняют структуру важного регуляторного участка белка. У других млекопитающих термогенин активируется жирными кислотами и ингибируется пуриновыми нуклеотидами, но у голого землекопа, по-видимому, эти регуляторные механизмы не работают.

Авторам также удалось найти возможную причину нечувствительности голых землекопов к определенным типам боли (см.: Голых землекопов не жжет ни кислота, ни перец, «Элементы», 31.01.2008). По всей видимости, причина в делеции (утрате) части промотора у гена TAC1, который кодирует нейропептид, участвующий в системе болевого восприятия (см. «вещество P»).

Из примерно 200 генов, связанных со зрением у людей и мышей, у голого землекопа отсутствуют или вышли из строя (превратились в псевдогены) почти 10%. Из двух опсиновых генов, имеющихся у других грызунов и обеспечивающих цветное (дихроматическое) зрение (см.: Обоняние и цветное зрение в эволюции млекопитающих развивались в противофазе, «Элементы», 18.06.2008), у голого землекопа остался только один, поэтому различать цвета он не может, хотя и сохранил слабое черно-белое зрение.

Судя по набору генов вкусовых рецепторов, голые землекопы не чувствуют многих разновидностей горького вкуса. Восприятие сладкого у них тоже отличается от других млекопитающих. Отсутствие волосяного покрова у землекопов, как оказалось, связано с изменениями гена HR (hairless). Мутации этого гена у других млекопитающих могут приводить к утрате шерсти.

Публикация генома голого землекопа открывает прекрасные возможности для изучения генетических механизмов развития адаптаций. Кроме того, есть все основания надеяться, что информация, содержащаяся в этом геноме, поможет нам в борьбе со старением и раком.

Источник: http://elementy.ru/

 

Организаторы:

Информационные партнеры:

Обратная связь © 2010 - РА "Позитив". При использовании материалов ссылка на www.novreal.ru обязательна.