Команда исследователей из Института молекулярной и клеточной биологии в Сингапуре (Institute of Molecular and Cell Biology in Singapore), работающая во главе с Бираппой Венкатешем (Byrappa Venkatesh), изучила последовательность генов слоновой акулы вида Callorhinchus milii, также известной как австралийская акула-призрак.
Исследование должно помочь пролить свет на эволюцию позвоночных и представляет учёным первый полный анализ генома хрящевой рыбы. К этому классу относятся акулы, скаты и коньки. Вместе с костистыми рыбами, птицами, рептилиями, амфибиями и млекопитающими они составляют ветвь челюстных позвоночных.
Иммунная система слоновой акулы гораздо проще, чем у многих других изученных позвоночных. Исследование также объясняет, почему у подобных хрящевых рыб нет костей (фото Fir0002/Flagstaffotos).
Геном слоновой акулы является относительно небольшим: он состоит чуть менее чем из миллиарда пар оснований ДНК (для сравнения, в организме человека три миллиарда пар оснований). Однако эта последовательность продемонстрировала учёным интригующие детали. Например, гены слоновой акулы секретируют сложные белки фосфопротеины, поэтому их хрящи никогда не превращается в кости (как это происходит у других челюстных позвоночных).
Также у этих животных отсутствуют гены нескольких ключевых клеток врождённой иммунной системы и белковых рецепторов в адаптивной иммунной системе, так называемой "иммунной памяти", которая способна обеспечить защиту от множества заболеваний. Это открытие позволяет предположить, что адаптивная иммунная система развилась у челюстных позвоночных постепенно, с течением времени.
В иммунной системе слоновой акулы присутствуют Т-клетки, способные разрушить клетки, поражённые вирусами, но вот вспомогательных Т-клеток, регулирующих общий иммунный ответ на инфекцию, у них нет.
Слоновые акулы обитают в водах Новой Зеландии и южной Австралии на глубине от 200 до 500 метров (фото B. Venkatesh).
Одной из наиболее примечательных особенностей генома слоновой акулы является её невероятно медленные темпы эволюции − в настоящий момент животное выглядит почти так же, как и 420 миллионов лет назад. По сути, эти существа изменились за сотни миллионов лет даже меньше, чем "живые ископаемые" латимерии. Такой замедленный темп эволюции объясняется интронами в геноме C. milii. У позвоночных эти интроны заключены в тысячах записей ДНК и включают в себя собственные инструкции по сплайсингу. У большинства беспозвоночных существ (например, у оболочников) эволюция интронов происходит гораздо быстрее. Также учёные отметили, что возможность для мутации накапливается в геномах беспозвоночных: таким образом развитие "бесхребетных" происходит быстрее.
По мнению исследователей, геном слоновой акулы наиболее близок к ДНК первого челюстного позвоночного, обитавшего на планете более 450 миллионов лет тому назад и породившего многих современных животных, включая человека. Слоновая акула важна для понимания развития и эволюции этого далёкого предка, а также всех современных видов.
