Исследователи из Института зоологии Китайской академии наук объявили о первом контролируемом слиянии хромосом у млекопитающих. Исследование поможет понять, как перестройка хромосом влияет на эволюцию.
На небольших промежутках времени хромосомный набор у одного вида остается стабильным, однако в масштабах эволюции он постоянно меняется, объясняют ученые. Например, в течение миллиона лет у грызунов происходит от 3,2 до 3,5 перестроек хромосомного набора, а у приматов — 1,6. Эта маленькая цифра определяет, например, разницу между гориллами и людьми.
В своей работе ученые использовали стволовые клетки из неоплодотворенных эмбрионов мышей. Сложность генетической модификации связана с тем, что некоторые гены активируются только, если они поступают от одного из родителей (матери или отца). Этот процесс называется геномным импринтингом. При этом неоплодотворенные эмбрионы содержат только ДНК матери, поэтому не все изменения будут активны у модифицированных животных.
Чтобы обойти это ограничение, ученые заблокировали три области, отвечающие за геномный импринтинг. После этого они модифицировали ДНК нескольких эмбрионов: у первой группы объединили две хромосомы среднего размера (соединив верх 4-й хромосомы с низом 5-й), у второй и третьей — две самые большие хромосомы (1 и 2) в разных конфигурациях.
Генетически модифицированная мышь, у которой объединены 4-я и 5-я хромосомы. Изображение: WANG Qiang
Исследование показало, что слияние 2-й хромосомы с вершиной первой привело к недоношенному потомству, в то время как противоположное объединение сформировало более крупных, тревожных и медлительных особей. При этом только мыши со слитыми 4 и 5 хромосомами могли производить потомство с дикими грызунами, но с гораздо меньшей скоростью, чем стандартные лабораторные мыши.
Авторы работы отмечают, что результаты исследования показывают, как слияние хромосом ограничивает скрещивание с другими особями, что со временем приводит к репродуктивной изоляции и формированию отдельного вида.
