Ученые секвенировали геном ленивца и раскрыли тайну его медлительности

Ленивцы считаются самыми медлительными млекопитающими на Земле, но причины их экстремально низкого метаболизма долгое время оставались загадкой. Ученые впервые секвенировали и проанализировали полный геном двупалого ленивца и выяснили, что уникальные «прыгающие гены» отвечают за необычную биологию этих животных. Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Biology.

В ходе работы международная группа исследователей из Института зоологии позвоночных (IZW), Института Сенгера, больницы Сирио-Либанес в Сан-Паулу (Бразилия) и других учреждений секвенировала ДНК ленивца по кличке Лама Су, содержавшегося в неволе в Берлине. Сравнив его геном с геномами других млекопитающих, они обнаружили, что геном ленивца содержит множество активных транспозонов или «прыгающих генов» — последовательностей ДНК, способных копировать себя и менять положение в геноме. Как пояснила соавтор исследования Марсела Улиано-Силва, эволюция уже провела миллиарды экспериментов, и, изучая необычных животных, таких как ленивцы, можно иногда обнаружить биологические решения, которые человечество никогда не эволюционировало.

Используя методы сравнительной геномики, ученые проследили эволюцию ленивцев на 30 миллионов лет назад и выяснили, что эти «прыгающие гены» возникли у общего предка всех современных видов и с тех пор сохранились. Многие из этих генов оказались связаны с митохондриями — «энергетическими станциями» клеток — и метаболическими путями. Именно эти характерные последовательности, по мнению исследователей, обуславливают адаптацию ленивцев к окружающей среде и их крайне медленный метаболизм.

Следующим шагом команды станет детальное изучение этих генов в клеточных линиях с помощью лабораторных экспериментов и секвенирования отдельных клеток для проверки их функции. Авторы предполагают, что клеточные линии ленивцев могут стать удобной моделью для изучения метаболических и возрастных заболеваний у млекопитающих, включая человека. В частности, диабет, возрастные нарушения, нейродегенерацию и атрофию мышц, которые связаны с проблемами выработки энергии и функционирования митохондрий, можно будет изучать на естественной модели организмов, справляющихся с состоянием пониженной активности.