ГЕНОМНЫЕ ДУПЛИКАЦИИ КАК ОСНОВА ЭВОЛЮЦИОННОГО УСПЕХА ПОЗВОНОЧНЫХ
Это дубликат статьи: «Genome Duplications as the Basis of Vertebrates’ Evolutionary Success»
Позвоночные, часто рассматриваемые как наиболее сложно организованные представители животного мира, обладают целым рядом уникальных морфологических особенностей, обеспечивших ихэволюционную устойчивость и успех. Согласно наиболее распространенной точке зрения, генетической основой этих инноваций были полногеномные дупликации, произошедшие на ранних этапах эволюции позвоночных. Одним из результатов таких дупликаций стало возникновение дополнительных копий регуляторных генов. Будучи выведенными из-под сдерживающего давления естественного отбора, эти копии получили возможность относительно свободно модифицировать своюструктуру и функции, оказывая влияние на индивидуальное развитие и строение организмов. Следствием таких древних геномных дупликаций является, например, то, что около 35% генов человекапредставлены, как минимум, двумя гомологичными копиями. Идея о дупликациях генома на раннихэтапах эволюции позвоночных была впервые выдвинута в 1970 г., однако, вопросы о количестве раундов прошедших дупликаций, их масштабе (полногеномные или локальные) и о том, на каком этапеэволюции они происходили, активно обсуждаются до сих пор. В последние годы (2018–2020 гг.) благодаря бурному развитию методов обработки больших объемов данных, получаемых в результате высокопроизводительного секвенирования геномов представителей разных групп позвоночных и ихближайших родственников, бесчерепных и оболочников, был проведен целый ряд широкоформатных сравнительных исследований, направленных на выявление групп синтении в геномах разныхэволюционных линий и реконструкцию предковых хромосом. В результате были предложены несколько моделей, описывающих возможные базовые сценарии геномных дупликаций в ранней эволюции позвоночных. Параллельно активно проводятся лабораторные исследования, ориентированные на детальное изучение особенностей экспрессии и функциональных свойств отдельных семействрегуляторных генов у разных групп позвоночных. И здесь открылось много новой информации о представителях эволюционно древних животных, которые еще совсем недавно не входили в число традиционных лабораторных объектов (круглоротые, хрящевые рыбы, хрящевые ганоиды). В нашей обзорной статье мы делаем попытку рассмотреть и осмыслить современные представления о механизмах и эволюционных последствиях геномных дупликаций, а также соотнести свежие данные, полученные в ходе лабораторных исследований, с предлагаемыми на сегодняшний день моделями формирования генотипа позвоночных.
Список научных проектов, где отмечена публикация
- Геномные дупликации, как основа эволюционного успеха позвоночных (6 Января 2020 года 31 Декабря 2021 года). . Грант, РФФИ.
- Гены семейства Noggin в раннем развитии и регенерации бесчелюстных позвоночных (6 Января 2018 года 31 Декабря 2020 года). . Грант, РФФИ.
- Изучение роли нового трансмембранного белка-регулятора регенерации, исчезнувшего в эволюции позвоночных, c-Answer, с применением системы генного нокаута CRISPR/Cas9 (7 Августа 2018 года 7 Августа 2021 года). . Грант, РФФИ.
- Молекулярная эволюция прогрессивного развития переднего мозга позвоночных: роль утраты гена Ras-dva1 (6 Января 2020 года 31 Декабря 2022 года). . Грант, РФФИ.