Давно відомо, що навіть такі види, як вовки, собаки, кой-вої, великі кішки та кити, можуть схрещуватися. Однак, незважаючи на такий обмін генами, ці тварини залишаються окремими видами. Нова публікація в журналі Nature проливає світло на це явище, відкриваючи незвичайну ділянку в Х-хромосомі, яка діє як потужна тимчасова клітина, яка зберігає генетичні відмінності між видами.
Вчені Техаського університету ветеринарної медицини та біомедичних наук (VMBS) використали передовий штучний інтелект для аналізу геномів 22 видів ссавців. Це виявило величезну область на Х-хромосомі, яка називається Х-зчепленою областю без рекомбінації (XLRD), яка залишалася незмінною протягом понад 100 мільйонів років. Покриваючи майже 30% Х-хромосоми, ця ділянка діє як бар’єр для обміну генами, допомагаючи підтримувати міжвидові межі навіть за наявності схрещування.
«Раніше у нас не було детальних карт того, як гени змішуються під час розмноження», — пояснює доктор Ніколь Фолі, провідний автор дослідження. «Це перемішування генетичного матеріалу шляхом рекомбінації часто ускладнює спроби відстежити еволюційні зв’язки. Аналітика генома на основі ШІ тепер дозволяє вченим розшифрувати цей прихований план розвитку».
XLRD діє як імпровізований пристрій, зберігаючи знімок сімейних стосунків, які інакше були б замасковані широко поширеним обміном генів між видами.
«Що дивно, так це те, що XLRD є рецидивною та стародавньою ознакою у ссавців», — каже Фолі. «Він копається в одному місці Х-хромосом різних видів. Це вказує на те, що там відбувається щось функціонально важливе».
Відкриття цього збереженого регіону було особливо несподіваним, оскільки попередні дослідження показали, що репродуктивні бар’єри виникають незалежно та швидко в різних групах видів.
Важлива роль у формуванні видів
Крім того, що XLRD діє як тимчасовий генетичний засіб, він відіграє важливу роль у видоутворенні, процесі еволюції нових видів. Цей регіон дуже густо заселений генами, пов’язаними з розмноженням обох статей, у тому числі залученими до пригнічення Х-хромосоми. Доктор Білл Мерфі, старший член дослідницької групи, припускає, що унікальні генетичні перемикачі, вбудовані в XLRD і навколо нього, можуть відігравати значну роль у безплідді, яке спостерігається у гібридного потомства, і репродуктивній ізоляції в природі. Ці знахідки навіть натякають на потенційний зв’язок між XLRD та репродуктивними розладами людини, такими як полікістоз яєчників.
Це дослідження відкриває нові можливості для розуміння складності розмноження як у тварин, так і у людей. Розгадавши таємниці, що зберігаються в цьому стародавньому генетичному сховищі, вчені можуть отримати цінну інформацію про репродуктивну дисфункцію та, зрештою, сприяти вирішенню проблем безпліддя.
