Минсельхоз США представляет новый план исследований генома животных

В новой работе ученые показали, что озон нарушает двойные связи в половых феромонах дрозофил, из-за чего стираются межвидовые границы. При небольшом повышении уровня озона самцы дрозофил утрачивают предпочтение к самкам своего вида, в результате чего чаще рождаются гибриды, в том числе стерильные. Рост уровня озона все чаще регистрируется в жаркие дни, и авторы исследования считают, что этим можно объяснить снижение числа насекомых. Подробнее. 

Секвенировав более сотни геномов многоклеточных водорослей, ученые показали, что многоклеточность развилась в трех линиях водорослей независимо. Многоклеточные водоросли отличаются от одноклеточных наличием генов клеточной адгезии, клеточной дифференциации, межклеточных коммуникаций и межклеточного транспорта. Эти гены были обнаружены у вирусов, заражающих водоросли. Ученые предположили, что критическим фактором обретения многоклеточности был горизонтальный перенос генов от вирусов к водорослям. Подробнее.

До сих пор не совсем понятно, как плохая диета и ожирение связаны с повышенным риском рака. Ученые показали, что клетки людей с мутациями в гене BRCA2 особо чувствительны к метилглиоксалю — веществу, которое образуется в организме при переработке глюкозы. Оно может нарушать целостность ДНК и индуцировать рак. Предположительно, у людей без мутации в BRCA2, но с повышенным из-за диабета уровнем метилглиоксаля тоже могут образовываться такие нарушения — признаки повышенного риска развития рака. Подробнее.

Дороги, заборы, города и другие сооружения препятствуют миграции антилоп гну. Ученые показали, что это плохо сказывается на их генетическом здоровье. Снижается генетическое разнообразие, популяции становятся более генетически изолированными, повышается уровень инбридинга. Все это приводит к худшей выживаемости, особенно в условиях изменяющегося климата. Подробнее.

Бонобо долгое время считались более миролюбивыми, чем шимпанзе. Однако долговременное наблюдение за всеми контактами 12 самцов бонобо и 14 самцов шимпанзе в природе показало, что это не совсем так. Оказалось, что самцы бонобо чаще, чем шимпанзе, проявляли агрессию по отношению к другим самцам (в 2,8 раза). В то же время самцы бонобо реже атаковали самок, но самки чаще атаковали самцов. Ученые объясняют это тем фактором, что самки бонобо чаще стоят на более высокой социальной ступеньке, чем самцы. Подробнее.

Репродуктивно-респираторный синдром свиней — опасное вирусное заболевание, которое приносит индустрии $2,7 млрд убытков ежегодно. Вакцинация не обеспечивает 100%-ную защиту. Однако удаление рецептора CD163 с поверхности клеток полностью предотвращает заражение. Британская компания Genus plc, специализирующаяся на разведении скота с желаемыми чертами, модифицировала четыре линии свиней так, чтобы ген CD163 не экспрессировался. К концу года она планирует получить разрешение FDA на продажу таких свиней с целью употребления в пищу человеком. Также компания надеется получить разрешение в Китае (главный потребитель свинины).

Несмотря на то, что у таких свиней нет чужеродной ДНК, FDA рассматривает изменения, внесенные в ДНК с помощью CRISPR, как «новое экспериментальное лекарственное средство», поэтому новая порода требует соответствующей регистрации. Нужно установить безопасность измененного гена, его наследуемость и стабильность в течение поколений, а также резистентность свиней к вирусу. Это долгий и дорогой процесс, который не все специалисты считают обязательным. Дело осложняет то, что хотя модификация гена CD163, защищающая от вируса, может возникать спонтанно, ее никогда не наблюдали у свиней. Еще одно препятствие на пути внедрения новых свиней на рынок — их принятие потребителем. Ранее созданные генетически модифицированные животные, одобренные FDA (быстрорастущий лосось и гипоаллергенные свиньи GalSafe), не получили широкого распространения.

Почти три года назад мы опубликовали новость «Человек потерял хвост из-за мобильных элементов», написанную по препринту «The genetic basis of tail-loss evolution in humans and apes» из базы bioRxiv. И вот вчера статья «On the genetic basis of tail-loss evolution in humans and apes» была опубликована в Nature.

Авторы предположили, что человек потерял хвост в том числе из-за перестроек в гене TBXT, который кодирует высококонсервативный транскрипционный фактор, играющий важную роль в эмбриогенезе. У гоминоидов в интронах этого гена присутствуют два мобильных элемента Alu, один из них закодирован в обратном направлении. Ученые предположили, что из-за двух Alu в пре-мРНК TBXT может образовываться структура стебель-петля, что приводит к пропуску экзона 6 и образованию второй, более короткой изоформы гена. У мышей с делецией экзона 6 в одной из копий гена TBXT формировались разнообразные фенотипы: у некоторых хвоста не было вовсе, у других он был короче нормы, длина при этом варьировала.

По мнению авторов, одной только короткой формы TBXT недостаточно для полной и устойчивой потери хвоста, но присутствие мобильных элементов Alu — это ключевое событие в этом процессе.

В эволюции ЦНС участвовали ретровирусы

Британские ученые показали, что высокий уровень развития мелкой моторики в раннем детстве ассоциирован с лучшими оценками при получении аттестата об общем среднем образовании (GCSE) в 16 лет и меньшими проблемами с поведением в школе. В этой закономерности важную роль играет генетика.

Авторы анализировали данные 9625 детей из Twins Early Development Study. В возрасте двух, трех и четырех лет у них оценивали мелкую моторику с помощью рисования, игры со строительными блоками и складывания бумаги. Исследователи получали информацию об оценках и поведении детей в возрасте 7–8, 12 и 16 лет. Низкий уровень развития мелкой моторики был ассоциирован с проблемным поведением в школе (в том числе с проявлениями синдрома дефицита внимания и гиперактивности, СДВГ) и худшими оценками. Выявленные ассоциации сохранялись, если учитывать социоэкономические факторы, такие как образование и работа родителей.

Для изучения генетической составляющей этой связи использовали полигенную оценку рисков (polygenic score, PGS). Высокий уровень развития мелкой моторики в детстве был ассоциирован с более низкой PGS, связанной с СДВГ, и более высокой PGS, связанной с тревожностью. Выявление причинно-следственной связи — задача будущих исследований.

Один из основных рисков, связанных с употреблением спиртного родителями, — фетальный алкогольный синдром (ФАС). Для него характерны неврологические нарушения, аномальные черты лица, низкий вес при рождении. Команда Майкла Голдинга из Техасского университета в экспериментах на мышах исследовала, насколько продолжительно влияние алкоголя на сперму.

Ранее исследователи показали, что у потомства самцов мышей, потребляющих алкоголь, возникают дефекты развития черепа, меняется гомеостаз глюкозы. Влияния на плодовитость самцов они не зафиксировали, но успешность экстракорпорального оплодотворения снизилась. Потребление алкоголя изменяет регуляцию путей окислительного стресса в сперме (в частности, повышается содержание микроРНК miR-30а и снижается уровень miR 142, что благоприятствует активации NRF2-управляемых генетических путей). Ученые предположили, что воздержание от алкоголя сгладит эпигенетические нарушения в сперматозоидах мышей, однако они сохранялись и через месяц. Также оставалась измененной функция митохондрий в теле придатка яичка (фактор, связанный с репродуктивным потенциалом). Причиной может быть продолжающийся окислительный стресс на фоне абстиненции. Следовательно, воздействие алкоголя на мужской организм намного длительнее, чем считалось.

Майкл Голдинг отметил, что для абстиненции не обязательно употребление алкоголя в дозах, которые считаются большими. «В моделях, которые мы используем, даже употребление трех-четырех бутылок пива после работы несколько дней в неделю может вызвать абстиненцию, когда такое поведение прекращается». Пары, планирующие беременность, должны знать, за какое время следует отказаться от спиртного. Для этого нужны дополнительные исследования, а пока что Голдинг оценивает это время для отцов в три месяца: «Мы знаем, что сперма вырабатывается в течение 60 дней, а процесс ее вывода занимает не менее одного месяца».