Ученые впервые секвенировали и проанализировали полный геном двупалого ленивца.
Как передает Oxu.Az, результаты исследования опубликованы в журнале BMC Biology.
Как сообщается в материале, работа выявила генетические особенности, которые лежат в основе экстремально медленного метаболизма этих животных.
Ленивцы относятся к группе неполнозубых, в которую также входят броненосцы и муравьеды. Эта группа является единственными плацентарными млекопитающими, возникшими в Южной Америке, и существует 65.5 млн лет. В прошлом среди неполнозубых были гигантские наземные ленивцы размером со слона. Современные виды разделяются на двупалых и трехпалых и ведут древесный образ жизни.
У ленивцев зафиксирован самый низкий метаболизм среди млекопитающих, который нередко составляет менее половины ожидаемого для их массы тела. Для экономии энергии они способны переключаться между режимами терморегуляции и подстраиваться под внешнюю температуру, поддерживая ее в пределах около 5 градусов. Несмотря на медлительность, ленивцы хорошо плавают и иногда преодолевают большие расстояния в поисках партнера.
Для изучения генетических основ физиологии ленивцев исследователи из Института зоологии позвоночных, Института Сенгера и других учреждений взяли образцы тканей животного, содержащегося в неволе. Выделение и секвенирование ДНК провели в Институте молекулярной клеточной биологии и генетики общества Макса Планка в Германии.
Расшифрованный геном сравнили с геномами других млекопитающих, включая муравьедов и броненосцев.
Анализ показал, что в ДНК ленивцев сохранились активные мобильные генетические элементы - транспозоны, или "прыгающие гены".
Эти элементы способны копировать себя и перемещаться по геному. У человека такие элементы утратили активность и существуют в виде старых фрагментов, а их активность может вызывать хромосомные перестройки, иногда связанные с раком.
Исследование установило, что транспозоны появились у общего предка всех современных ленивцев около 30 млн лет назад. С тех пор они сохранились, превратившись в уникальные генетические последовательности. Многие из этих последовательностей оказались связаны с митохондриями и метаболическими путями.
Ученые полагают, что именно эти гены обуславливают адаптацию ленивцев к среде и их крайне медленный метаболизм.
Следующим этапом работы станет детальное изучение этих генов в клеточных линиях с помощью лабораторных экспериментов и секвенирования отдельных клеток. По мнению авторов, клеточные линии ленивцев могут стать моделью для изучения метаболических и возрастных заболеваний у млекопитающих, включая человека.
"Многие заболевания человека, в том числе диабет, возрастные нарушения, нейродегенерация и атрофия мышц, связаны с проблемами выработки энергии и функционирования митохондрий. Несмотря на то, что необходимы дальнейшие исследования, клеточные линии ленивцев могут стать удобной моделью для изучения того, как организмы справляются с состоянием пониженной активности и что происходит при развитии заболеваний", - сказали ученые.
