Эксперт: геном планарии раскроет секрет ее способности к регенерации
Расшифровка генома планарного плоского червя Schmidtea mediterranea проведена научным коллективом из Германии, 28 января сообщает научный журнал Nature.
Немецкие ученые составили полную и целостную расшифровку генома планарного плоского червя Schmidtea mediterranea и выявили необычные особенности данного генома, проливающие свет на удивительную способность этого животного к регенерации.
Плоские черви планарии Schmidtea mediterranea известны своей непревзойденной способностью к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Если это животное разрезать на сотни маленьких кусочков, каждый из них разовьется в полноценную взрослую особь. Но каким образом, с помощью каких генов червю удается это сделать, еще недостаточно изучено.
Трудность расшифровки генома планарии состояла в том, что он содержит огромное множество идентичных участков и повторяющихся последовательностей. В результате предпринимавшихся ранее секвенирований (биохимических «прочиток», «расшифровок») генома ученые получали коллекцию из более чем 100 000 коротких фрагментов «текста» длинной по 100-500 нуклеотидов. Составление полноценного генома (или же «сборка» генома) из таких фрагментов допускало много неточностей.
Ученые Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка в Дрездене совместно с коллегами из Гейдельбергского института теоретических исследований применили новую технологию, позволяющую за раз секвенировать («прочитывать») фрагменты ДНК длинной до 40 000 нуклеотидов. Это дало возможность составить действительно надежный и полный геном планарии.
Анализ полученных данных сразу же преподнес исследователям сюрприз. Во-первых, выяснилось, что геном планарий содержит новый класс гигантских ретроэлементов. Во-вторых, были обнаружены новые гены плоских червей, а также было выявлено отсутствие других генов, которые до сих пор считались абсолютно необходимыми для поддержания жизни животного. Так, выяснилось, что у планарии Schmidtea mediterranea отсутствуют высоко консервативные геные MAD1 и MAD2. Аналоги генов MAD1 и MAD2 присутствуют почти во всех других организмах. Их белки играют ключевую роль при делении клеток, когда осуществляется контроль за тем, чтобы каждая дочерняя клетка получила равный набор хромосом. Несмотря на отсутствие перечисленных генов, у планарии данный этап контроля работает без видимых изменений. Каким образом это может осуществляться, ученым еще предстоит выяснить.
Данное открытие даст толчок к новым исследованиям и разработкам в области регенеративной медицины, биологии стволовых клеток и биоинформатики.
Напомним, что планария Schmidtea mediterranea — плоский червь размером в 1 см, обитающий в пресных водах на островах Средиземного моря, в Каталонии и в Тунисе. Среди всех видов плоских червей способности к регенерации наиболее выражены именно у особей данного вида.
