Біологи з'ясували, що змусило ссавців відмовитися від сумки

Стародавні ссавці відмовилися від сумки і перейшли до виношування дитинчат в утробі після того, як в їх геномі раптово з'явилася гігантська вставка з "сміттєвої" ДНК, яка поводиться як вірус - розмножується всередині генома і витісняє інші гени.

Про це заявляють американські біологи в статті в журналі Nature Genetics.

"За останні два десятиліття нам довелося переглянути багато положень теорії еволюції. Ми вважали, що всі зміни відбуваються поступово, невеликими "кроками"-мутаціями в нашій ДНК. Але в цьому випадку ми виявили гігантську "вставку" генів, яка викликала кардинальну перебудову організму (предків ссавців)", - заявив керівник групи Гюнтер Вагнер з Єльського університету (США), чиї слова наводить прес-служба університету.

У рамках своєї роботи біологи порівняли, які гени "включаються" при появі заплідненої яйцеклітини в матці плацентарних ссавців, людини і броненосця, з аналогічними генами сумчастих опосумів. Вагнер і його колеги виявили, що в геномі клітин людини і броненосців були активні 1,5 тисячі генів, які ніяк не виявляли себе в клітинах опосумів.

З іншого боку, в клітинах опосума вони знайшли 199 генів, які були "відключені" в матці плацентарних ссавців.

Потім учені проаналізували будову загальних генів людини і броненосців, визначили їх функції і "родовід". Виявилося, що більшість цих генів відповідає за розвиток плоду в утробі.

Зокрема, до них входять "молочний" ген пролактин (PRL) і сімейство генів GPCR, відповідальних за роботу так званих семиспіральних рецепторів, які сповіщають організм про прикріплення яйцеклітини до стінки матки.

Біологи встановили, що більшість цих генів оточені двома повторами транспозона MER20 - мобільної ділянки так званої "сміттєвої ДНК", яку наші предки могли отримати від давно зниклого ретровірусу.

Ці ділянки активуються спеціальними сигнальними білками, які виробляє організм жінки або самки тварини при заплідненні яйцеклітини і в міру розвитку плоду.

"Транспозони ростуть як паразити, що проникли всередину тіла, - вони розмножуються і займають місце всередині генома", - пояснив один з учасників групи Вінсент Лінч з Єльського університету.

Учені перевірили свої висновки, "заразивши" культури клітин матки, нирок та інших частин тіла людини спеціальним ретровірусом, який додавав до таких ділянок ген люциферази - білка-"світлячка".

Більшість клітин матки світилася, коли всередині них вводили суміш з гормонів вагітності, тоді як інші клітини реагували на гормони набагато гірше. Водночас, клітини нирок і інших частин тіла не можуть самостійно збирати і обробляти гормони вагітності, що вкотре підтверджує висновки авторів статті.

На думку біологів, "вставки" з MER20 розблокували ділянки ДНК, що раніше не використовувалися, які відповідають за роботу статевої системи, і змусили предків ссавців "відмовитися" від сумки і перейти до виношування потомства всередині утроби.