Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме

17 Сентября 2017

МОСКВА, 17 сентября — новости, Анна Урманцева. Хромосомная живопись это не образ, придуманный журналистами, а научный метод, который успешно используется учеными, когда нужно не просто узнать буквы генома, но и понять, что они означают. Поэтическое название следует из самой процедуры: очень уж живописными получаются гетерохромосомы, по-разному окрашенные флюорохромами органическими красителями, готовыми флюоресцировать при их освещении ультрафиолетовыми, фиолетовыми или синими лучами.

Первая хромосома первая глава, ну и так далее. Всего у человека 22 главы знак хромосомы X и Y. Хромосомы можно сравнить с футлярами, в которые пакуются гены. Если бы мы попытались набить шариками длинные носки, то получили бы примерно ту самую картину. Можно ли эти носки разложить по разным ящичкам–пробиркам? Этим и занимаются ученые, работающие манером хромосомной живописи.

Правда, удаленнее хромосомы нужно пометить разными тонами: например, первую красным, вторую синим, третью оранжевым… А потом получается, что, вожу разноцветные хромосомы из геномов разных животных, можно не только сравнить их друг с другом, но и понять, каким образом развитие определенного вида было встроено в эволюционную картину.

Как же технически можно это сделать?

Поясняет доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Александр Графодатский: После того как мы разложили гетерохромосомы по разным пробиркам, мы можем взять первую хромосому человека и денатурировать ДНК. Денатурировать это разделить две скрученные цепочки на две отдельные. Для чего это нужно? Когда ДНК двуцепочечная, к ней уже ничего примкнуть не может, она все свои химические связи заняла. А когда цепочки разошлись все связи открыты. В этом случае мы можем создать гибрид: одну цепочку взять от одного вида безнравственных, другую от другого. Цепочки, как магниты, соединяются автоматически, причем теми местами, которые идентичны по содержанию.

Процесс присоединения одной цепочки к другой называется ренатурацией.

Можно взять, например, одну первую гетерохромосому ДНК африканской землеройки и положить ее на хромосомы африканского лесной великана. Таким образом, кстати, стало понятно, что маленькая африканская землеройка и слон ближайшие родственники. Подобным же образом срослись вдруг хромосомы кита и бегемота. С этого момента ученые называют их ближайшими родственниками и понимают, что кит это сбежавший из болота в океан бегемот.

Получается, что метод открыл перед генетиками удивительные перспективы: теперь можно нарисовать с помощью гетерохромосом эволюционную картину мира.

Рассказывает Александр Графодатский: Когда мы провели очень много опытов, соединяя цепочки одних видов с другими, то есть узнаю гомологию (одинаковость) между человеком и, например, свиньей, мышью, хорьком, китом, мы получили возможность увидеть картину эволюции. Теперь можно предполагать, коим был предок в каждом таксоне: у китов, приматов, млекопитающих, плацентарных млекопитающих, сумчатых. Однако манер хромосомной живописи имеет и свои ограничения. Он не дает сравнивать хромосомы далеких видов, например человека и птицы. Тем не менее сравнить давнопрошедшие виды можно с помощью полного секвенирования генома, когда его текст ясен до букв.

Сейчас одним из главных научных центров, в котором сосредоточены специалисты по методу хромосомной живописи, является Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии премудростей. Там собирается крупнейшая в мире коллекция клеточных культур. Возможно, именно сибирские генетики первыми представят миру подробную диаграмму биологической эволюции.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Хромосомная живопись: как увидеть эволюцию в геноме

комментарии (0)

Другие интересные новости

Путин наградил Сергея Безрукова орденом