Биологи СПбГУ секвенировали геном байкальской нерпы
Описание генома байкальской нерпы первым выполнил международный коллектив, в состав которого вошли ученые Санкт-Петербургского госуниверситета (СПбГУ), сообщает 18 мая научно-популярный портал Naked Science.
Результаты исследования генома единственного млекопитающего озера Байкал опубликовал один из лучших научных журналов в области генетики Genes.
Байкальская нерпа (иначе байкальский тюлень), являясь одним из трех видов пресноводных нерп в мире, является эндемиком, то есть живет только в Байкале (что и определило название вида) и питается рыбой.
В конце XX века эпизоотия вируса чумы плотоядных привела к падению численности байкальской нерпы до 100 тысяч голов, однако в последние годы ее популяция постепенно восстанавливается.
Ученые надеются, что проведенное ими секвенирование генома нерпы позволит поддерживать рост популяции за счет полученной при его исследовании информации, которую геном хранит — в том числе хранящую историю вида, знание которой позволит определить наилучшие условия для его выживания.
Профессор кафедры цитологии и гистологии СПбГУ Алла Лапидус рассказала о проекте:
«Эта идея появилась более десяти лет назад в рамках международного проекта Genome 10K 100к по инициативе тогда работавшего руководителя Центра геномной биоинформатики СПбГУ им. Ф. Г. Добржанского Стива О’Брайена. Суть проекта заключалась в том, чтобы секвенировать геномы 100 тысяч живых организмов, в их числе оказалась и байкальская нерпа».
Недостаток ресурсов и сложность ДНК байкальской нерпы задержали реализацию проекта. Полученный сначала при секвенировании набор отдельных фрагментов генома оказалось крайне сложно упорядочить из-за большого числа повторяющихся участков. Проблема была решена с помощью нового метода Hi-C.
«Метод Hi-C позволяет определить последовательности ДНК, которые физически находятся близко друг к другу в клетке. Обладая такой информацией, мы можем упорядочить имеющиеся у нас фрагменты, собрав их в полные хромосомы», — пояснил старший научный сотрудник Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Михаил Райко.
Исследовав секвенированный геном байкальской нерпы, ученые СПбГУ смогли выяснить происхождение и родственные связи этого вида и установить генетическое разнообразие популяции — ключевой характеристикой природоохранных видов, в которые включена и байкальская нерпа.
Отсутствие генетического разнообразия (вариабельности) повышает риск исчезновения вида из-за его плохой приспособляемости к изменениям среды обитания.
Благодаря проведенному исследованию генома ученые, наконец, смогут разрешить спорный до сих пор вопрос о появлении нерпы в Байкале. Существующая в настоящее время теория предполагает, что около трех миллионов лет назад нерпа мигрировала с побережий Северного ледовитого океана по рекам на юг и оказалась в Байкале, позднее отделенного от соленых водоемов.
Сравнив геном байкальской нерпы с другими представителями северной фауны и другими видами пресных нерп, ученые смогут определить момент, в который популяции разделились.
В ближайшем номере журнала «Санкт-Петербургский государственный университет» будет опубликована подробная статья о проведенной работе по секвенированию генома байкальской нерпы.
