Прыгающие гены научили млекопитающих беременности

Внутриутробное развитие у зверей показалось благодаря прыгающим генетическим элементам, каковые мобилизовали ветхие гены под новую задачу.

У внутриутробного развития имеется множество плюсов: эмбрион начинается в более стабильной среде, он лучше защищён от неприятелей, питательные вещества поступают к нему из материнского организма, а не из маленького запаса в яйце либо икринке, и т. д. Всё это разрешает продолжить развитие зародыша и полнее организовать его сложную физиологию. Во многих случаях (у некоторых ящериц, рыб и др.) имеет место комбинированный метод, в то время, когда зародыш начинается в яйце, но само яйцо находится в теле матери. Плацентарные млекопитающие довели разработку до совершенства: у них плод находится в материнской утробе, а контакт с родительским организмом осуществляется благодаря особому органу – плаценте. (Справедливости для увидим, что у некоторых акул и онихофор, практикующих живорождение, плацента также образуется.) В один момент же животным приходится решать последовательность неприятностей, которые связаны с таким тесным контактом эмбриона и матери – к примеру, нужно избегать конфликта между материнским иммунитетом и развивающимся «инородным телом».

Утконосы – одни из немногих зверей, откладывающие яйца. (David Watts / Visuals Unlimited / Corbis.) Эмбрион человека на плаценте. (Фото Mark Alberhasky / Science Faction / Corbis.) Количество генов, каковые включались и выключались на различных стадиях эволюции внутриутробного развития. (Рисунок Vincent Lynch, Cell Reports.)‹ ›

Очевидно, внутриутробное развитие не имело возможности показаться без масштабной генетической перетряски. И вот исследователи из Университета Чикаго (США) решили определить, какие конкретно генетические модификации разрешили млекопитающим создать сложнейшие морфологические и физиологические адаптации для вынашивания эмбриона.

Винсент Линч (Vincent Lynch) и его сотрудники сравнили, что за гены активируются в матке у многих животных: у плацентарных зверей, у сумчатых, у яйцекладущего утконоса, у птиц, амфибий и рептилий. В следствии удалось осознать, с чего началась эволюция плацентарного живорождения у старейших млекопитающих.

Дабы эмбрион смог развиваться в утробе, потребовалось активировать свыше тысячи генов, каковые взяли на себя регуляцию взаимоотношений между материнским организмом и плодом. По мере того, как возрастало время беременности, в дело вступали новые гены, усиливавшие и совершенствовавшие связи между родителем и детёнышем, и подавлявшие материнский иммунитет в матке. Одновременно с этим шёл и обратный процесс – отключались генетические элементы, несущие ответственность за сопутствующие процессы и формирование яйца.

Откуда же взялись «гены беременности»? Как часто бывает в эволюции, все они ранее уже делали какую-то функцию в мозге, в пищеварительной совокупности, в кровеносных сосудах. Но сейчас их приспособили для новых целей.

Произошло же это за счет того, что у генов показались регуляторные элементы, сделавшие их чувствительными к прогестерону, женскому половому гормону, управляющему физиологией размножения. А прогестероновые регуляторные элементы показались у них благодаря транспозонам. Так именуют особенные последовательности в ДНК, каковые смогут копировать сами себя в какое-нибудь второе место в геноме.

Их существование сводится лишь только к умножению собственных копий, и такие «прыгающие гены» либо «геномные паразиты» смогут причинить большое количество проблем хозяину, по причине того, что смогут попасть вовнутрь серьёзного гена, нарушить его регуляцию либо по большому счету до неузнаваемости сломать последовательность белка, что он кодирует. Активность транспозонов клетка старается подавить, но не редкость так, что они продвигают организм по эволюционной лестнице, помогая вторым генам увеличить либо поменять функции.

Именно это случилось при внутриутробного развития. Многие транспозоны млекопитающих несут в себе последовательности связывания с прогестероном, что нужен для их активности. Так что те гены, каковые сперва были заняты в других местах, а позже стали управлять внутриутробным развитием, смогли поменять поле деятельности благодаря «геномным паразитам»: прогестероновые участки транспозонов начали оказывать влияние на активность генов, к каким они прыгнули.

Наряду с этим сами транспозоны со временем обезвредились.

Для эволюции простое дело не столько изобретать новые гены, сколько поменять регуляцию ветхих. Функция любого белка зависит не только от того, что он делает, но, в не меньшей степени, где и в то время, когда. В этом случае «где» и «в то время, когда» помогли поменять мобильные генетические элементы.

Причём, как подмечают авторы работы, никто не ожидал, что именно транспозоны окажут помощь в «разработке» столь сложного, комплексного процесса, как внутриутробное развитие.

Статья с результатами изучения подготавливается к публикации в Cell Reports.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Шимпанзе воюют и без человека
• Ливни знаний

Мысли. Скрытая угроза человечеству

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Клетка держит «прыгающие гены» в вечном архиве

  Дабы мобильные генетические элементы не портили необходимые гены, клетка всегда держит «прыгающую ДНК» в плотноупакованном состоянии. Как мы знаем, что в…

• Шмелей научили играть в футбол

  Шмели смогут решать полностью незнакомые для них задачи, легко понаблюдав приятель за втором. Публичные насекомые – пчелы, муравьи, термиты –…

• Как интеллектуальные авто научат вас любить рутинные поездки

  Любите машины, но ненавидите ежедневную рутину? Высокотехнологичные автомобили будущего разбудят задремавшего водителя, возьмут на себя параллельную…

• Наночастицы серебра губительны для млекопитающих

  Наночастицы серебра – хорошие антисептики. Благодаря высокой электропроводности они широко применяются в производстве товаров широкого потребления –…