Международная команда учёных определила генетические механизмы эволюции жвачных животных от оленька до крупного рогатого скота с помощью выявления перестроек в горячих точках хромосом. Метод позволил установить, как у жвачных животных менялись гены в горячих точках так называют участки хромосом, которые в ходе эволюции подвергаются трансформации, в отличие от холодных точек, сохраняющих блоки генов в нетронутом виде. Выяснилось, что эти изменения влияют на регуляцию целых групп физиологически важных генов, в частности, отвечающих за пищеварение, которое является характерным для всего подотряда жвачных, принадлежащих к отряду парнокопытных, и отличает их от других животных.

Один из авторов исследования руководитель научного направления Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН доктор биологических наук Александр Графодатский объяснил, что у жвачных животных сложная система пищеварения, которая стала такой в процессе эволюции. Известно, что предки всех млекопитающих – насекомоядные, имеющие много общего с хищниками. Еду они практически не пережёвывают, переваривают очень быстро, поэтому питаться им надо часто.

У жвачных процесс пищеварения гораздо более длительный, желудок состоит из четырёх отделов и переваривание происходит в четыре этапа. Вероятно, и жвачные животные когда-то питались тем, что бегает: сегодня в Юго-Восточной Азии обитает оленёк – самое маленькое и древнее жвачное животное в мире, которое при этом ест крабов и мышей. Для изучения геномов в ИМКБ СО РАН используют метод хромосомной живописи (ZooFISH).

Такое название он получил из-за того, что хромосомы окрашиваются флуорохромами – красителями, способными светиться в ультрафиолетовом или синем излучении. Это делается, чтобы сравнивать участки хромосом у разных видов и определять, какие из них в процессе эволюции остались неизменными, а какие подверглись перестройке. Метод в совокупности с данными секвенирования и биоинформатики позволил с большой точностью определить хромосомные перестройки важнейших для эволюции представителей китопарнокопытных, к которым относятся и жвачные животные.

Были исследованы хромосомы альпаки, серого кита, яванского оленька, сибирской кабарги, жирафа, лани, сибирской косули, черной антилопы, овцебыка и коровы. «Мы получили крайне интересные результаты, многие из них ещё ждут своего подтверждения в частности, есть основания предполагать, что те же хромосомные перестройки, которые ответственны за изменения типа пищеварения, связаны и с особенностями деторождения», – отметил Александр Графодатский.