Лого Сделано у нас
32

Ученые СПбГУ впервые в мире полностью собрали геном гепарда

Международная группа ученых под руководством экспертов СПбГУ провела уникальную работу по изучению генома африканского гепарда — хищника, находящегося под угрозой вымирания. Ученые обнаружили, что генетически все гепарды очень близки друг к другу. Это основная причина трудностей с размножением диких кошек и высокой чувствительности животных к самым простым вирусам.

На фото: Гепард по кличке Chewbaaka (Намибия) вошел в число счастливцев, чей геном исследовали ученые СПбГУ

В ходе работы ученые проанализировали 7 геномов гепарда: 4 генома гепарда из Намибии и 3 из Танзании. Проведя расшифровку геномов, а затем собрав их в целые последовательности (сборка полного генома гепарда была осуществлена впервые!), эксперты установили: по всему геному хищника наблюдается очень низкий уровень генетического разнообразия. По сравнению с другими кошками потеря генетического разнообразия у гепарда составляет 90-99%.

Для того чтобы определить, почему эти дикие кошки настолько похожи генетически, ученые восстановили демографическую историю популяции. Выяснилось, что резкое снижение генетического разнообразия у гепардов происходило дважды. Первое имело место около 100 тысяч лет назад во время миграции животных из Серной Америки в Азию (через Берингов перешеек) и далее на юг в Африку. Второе — 10-15 тысяч лет назад, когда численность гепардов снова резко сократилась и продолжение рода обеспечивалось близкородственным скрещиванием. Причина второго резкого снижения численности популяции на данный момент доподлинно неизвестна.

В результате исследования ученые также узнали, почему, например, участок кожи, пересаженный с одного гепарда на другого, не отторгается, и установили причину повышенной чувствительности кошек к вирусам. Изучив гены, отвечающие за иммунную систему хищника, эксперты обнаружили, что у гепардов всего несколько аллелей (вариантов) таких генов, в то время как у человека их сотни. Более того, некоторые из таких генов оказались поломанными. Именно поэтому гепарды с легкостью могут воспринимать трансплантаты друг друга, но при этом часто гибнут от вирусов, не несущих смертельной опасности другим представителям семейства кошачьих.

Новые данные, полученные в результате работы международной группы ученых, могут быть успешно применены специалистами по сохранению видов животных и их генетического разнообразия. «Теперь есть возможность полностью оценить генофонды двух крупных популяций этих диких кошек (в Танзании и в Намибии), — отметил руководитель исследования Павел Добрынин. — Используя полученные нами результаты, организации, занимающиеся сохранением популяции гепардов, смогут, например, определять, нужно ли перемещать животных в более благоприятное с генетической точки зрения окружение, чтобы они давали плодовитое, здоровое потомство».

Изучая возможные причины проблем с размножением хищников, исследователи сравнили 800 генов человека, кошки, собаки и гепарда, связанных с процессом формирования половых клеток. В результате проведенного анализа было выделено 4 гена гепарда, по своей структуре очень сильно отличающихся от тех генов остальных животных и человека, которые отвечают за ту же функцию. Это так называемые кандидатные гены, которые, вероятно, являются ответственными за проблему с размножением гепардов. По словам руководителя исследования Павла Добрынина, в ближайшее время ученые планируют проверить их более тщательно.

В масштабном исследовании приняли участие сотрудники Центра геномной биоинформатики имени Ф. Г. Добржанского Павел Добрынин, Гайк Тамазян, Андрей Юрченко, Ксения Крашенинникова, Сергей Кливер, Алексей Комиссаров, Владимир Брюхин и Стефан О’Брайен.

Подробнее о результатах исследования читайте в статье Genomic Legacy of the African Cheetah Генетическое наследие африканского гепарда», журнал Genome Biology, 9 декабря 2015 года).

  • 3
    Нет аватара termometrix
    10.12.1519:45:29

    Эффект бутылочного горлышка — сокращение генофонда (т.е. генетического разнообразия) популяции вследствие прохождения периода, во время которого по различным причинам происходит критическое уменьшение её численности, в дальнейшем восстановленное. Сокращение генетического разнообразия приводит к изменению относительных и абсолютных частот аллелей генов, поэтому данный эффект рассматривается в числе факторов эволюции.

    1. Первоначально популяция имеет большое генетическое разнообразие, вследствие своей многочисленности, благоприятных условий окружающей среды и широкого ареала.

    2. Популяция вымирает, её численность сокращается до нескольких особей. Генофонд обедняется. Снижение численности популяции может происходить периодически (в связи с ежегодным наступлением сезона, неблагоприятного для поддержания численности популяции) или единовременно — в результате катастроф.

    3. Численность популяции снова возрастает, но генетическое разнообразие не восстанавливается. Создаются условия для случайного варьирования частот аллелей в популяции — дрейфа генов. Также малые популяции подвержены инбридингу.

    Отредактировано: termometrix~20:45 10.12.15
    • 4
      Нет аватара termometrix
      10.12.1519:45:44

      Классическим примером действия эффекта является популяция гепардов. С использованием современных методов генетического анализа было установлено, что гепарды обладают очень малым генетическим разнообразием (предполагается, что в результате какой-то катастрофы выжила лишь одна пара особей). Недостаток генетического разнообразия поставил данный вид на грань вымирания. В настоящее время численность гепардов продолжает падать и насчитывает менее 20 тысяч особей. Эффект бутылочного горлышка сказался на жизнеспособности всего вида: у гепардов повышенная чувствительность к болезням и различные отклонения, приводящие к снижению плодовитости[2].

      • 1
        Human RS Human RS
        10.12.1520:13:10

        Ничего себе, спасибо, даже и не знал, что гепарды вымерают… Плохо это…, потеря такого крупного хищника наверняка сильно расбалансирует пищевые цепочки в регионах, где они обитали. Если у нас среди читателей есть биологи, то было бы интересно их послушать о последствиях для природы и человека от вымирания видов животных.

        P. S.С такими темпами вымерания, название нашей АПЛ Северного флота «Гепард» может стать историческим…

        Отредактировано: Human RS~21:17 10.12.15
        • 3
          Нет аватара termometrix
          10.12.1520:37:53

          Думаю,что популяция гепардов будет сохранена.Иначе это будет позор для всего человечества.

          Отредактировано: termometrix~21:38 10.12.15
          • 0
            Human RS Human RS
            10.12.1521:04:24

            Да, популяцию наверное сохранят в виде пары сотен особей под особой охраной и наблюдением в заповеднике. Тут интересно, что в природе будет, когда исчезнет такой серьёзный вид хищников. Что будет с другими видами: каков станет процент больных и слабых особей в популяциях всяких там антилоп и пр., как это повлияет на их генофонд и тем более на эпидемологическую обстановку в регионе.

            Отредактировано: Human RS~23:08 10.12.15
            • 2
              Нет аватара termometrix
              10.12.1521:18:39

              в виде пары сотен особей

              Надеемся несколько сотен тысяч.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,