З безлічі причин великих білих акул слід вважати природою океанських супергероїв - вони великі і міцні, живуть довгими життями, можуть залікувати рани надзвичайно швидко, і навіть є ймовірність, що вони рідко хворіють на рак. Але як можливо, що у цих древніх гігантів є стільки якостей, схожих на супергероїв? Зараз вчені зробили серйозний крок до відповіді на це питання, розшифрувавши весь геном великої білої акули.
Міжнародна команда дослідників під керівництвом вчених Науково-дослідного центру фонду "Наше море" та Науково-дослідного інституту Гая Гарві в Університеті Нова Південно-Східний штат у Флориді секвенувала геном великої білої акулиCarcharodon carcharias) і порівняв його з геномами кількох інших видів хребетних. Команда виявила безліч незвичайних генетичних характеристик, які можуть пояснити, чому білі акули - це супергерої (або надшлюстки, якщо ви пухкий морський лев) моря. Їх дослідження було опубліковане в Інтернеті в понеділок (18 лютого) у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Генетична стабільність є ключовою
Секвенція генома великої білої акули не була невеликим завданням - геном складався з 4,63 мільярдів пар основ (молекули, що містять азот, що складають «стулки» сходів ДНК), що приблизно в 1,5 рази перевищує розмір геному людини. "Це досить вражаючі зусилля", - сказав Дові Кацев, морський молекулярний еколог та науковий співробітник Національного науково-дослідного центру рибного господарства Південно-Західної служби морського рибного господарства в Каліфорнії, який не був причетний до дослідження.
Майже 60 відсотків геному білої акули складалися з повторних генетичних послідовностей, що схоже на те, що спостерігається в геному людини. Що стосується генома білої акули, то те, що багато з цих повторюваних регіонів є кодами для спеціальної групи генів, відомих як LINE.
"Вони роблять копії себе, а потім повторно вставляють у різних місцях геному. У процесі цього вони роблять дволанцюгові розриви ДНК, які потребують ремонту", - сказав Майкл Стенхоп, біолог-еволюціонер з університету Корнелла в Нью-Йорку . Стенхоп був співавтором дослідження з Ніколасом Марра та Махмудом Шивджі, біологами з охорони природи в університеті Нової Південно-Східної Європи.
Часті розриви ДНК роблять геном нестабільним, що, як правило, призводить до більш високого ризику виникнення проблемних генетичних мутацій, які можуть врешті-решт призвести до раку. Але білі акули, здається, виробили спосіб уникнути такої геномної нестабільності.
Дослідники виявили, що геном білої акули містить багато генів, відповідальних за підтримку генетичної стабільності - такі речі, як гени, що відновлюють ДНК, і гени, що пригнічують пухлини. І коли дослідники порівнювали гени стійкості білої акули з аналогічними генами інших хребетних, вони виявили невеликі зміни в послідовності генів, які підказують конкретну закономірність еволюційної адаптації цих генів у білих акул.
"Подумайте про це як налагодження ролі цих генів у підтримці стабільності геному білої акули", - сказав Стенхоп.
Люди припускають, що у акул набагато нижчий показник раку, ніж у інших тварин, але "не так багато реальних даних, щоб сказати про це з упевненістю", - сказав Кацев. Тим не менш, велика присутність спеціально адаптованих генів стабільності може пояснити потенційну стійкість до раку.
"Якщо ви хочете запобігти раку, вам потрібно підтримувати стабільність свого геному", - сказав Стенхоп, що означає уникати генетичних мутацій. Нагромадження зайвих мутацій призводить до раку, але геном акули, здається, спеціально призначений для запобігання цьому. "Однак це нам доведеться перевірити в лабораторії, але, щоб насправді знати", - сказав він.
Стенхоп також попередив, що, хоча білі акули можуть мати генетичну адаптацію, щоб запобігти їм захворіти на рак, це не означає, що вживання продуктів акули може перешкодити людині захворіти на рак, незважаючи на те, що можуть стверджувати прихильники «альтернативної медицини».
А їхні інші особливі здібності ...
Генетика також може пояснити ще одну з наддержав білої акули: здатність швидко гоїтися. Команда виявила кілька генів білої акули, які, як відомо, відіграють важливу роль у процесах загоєння ран хребетних тварин. І, подібно до генів стійкості, гени ранозагоювальної білої акули знаходилися під тим самим типом позитивного еволюційного тиску селекції, тобто існує тенденція до збільшення кількості цих корисних ознак.
"Ми також знайшли збагачення генів як генів загоєння ран, так і генів стійкості геномів у білої акули порівняно з іншими хребетними", - сказав Стенхоп. Іншими словами, геном білої акули має більшу частку цих типів генів порівняно з геномами хребетних.
Незважаючи на те, що команда виявила ряд генів, які можуть бути відповідальними за багато здібностей великої білиці білої акули, була одна характеристика, яку геном чітко не враховував: чутливий нюх акули.
Акули відомі тим, що володіють гострим нюхом, тому дослідники розраховували знайти численні гени нюхових рецепторів (АБО), які є генами, відповідальними за ефективні снози інших хребетних. Але геном білої акули містив надзвичайно мало цих генів. Натомість дослідники виявили іншу категорію генів, яку називають вомероназальними генами. Ці гени також можуть брати участь у сприйнятті запаху, але вони, як правило, не такі рясні, як гени АБО, сказав Стенхоп. Однак у геномі білої акули існує більше десятка вомероназальних генів, тому дослідники припустили, що, можливо, ці гени керують сприйняттям запаху у білої акули.
"Ми все ще знаходимося в точці, де ми дряпаємо поверхню, але наявність цієї послідовності геномів дає нам вихідну точку для вирішення цих питань більш детально", - сказав Кацев. Це дослідження, безсумнівно, допоможе відповісти на запитання щодо інших видів, додав він. "Розуміння геному білої акули має не тільки важливе значення для білої акули, але це ешафот або стрибаючий пункт для розуміння споріднених видів".
Великі білі акули - одне з найвідоміших у світі морських істот, але їх населення бореться, коли люди продовжують полювати на них із страху та жадібності. "Люди мають такі образи, які зображені у фільмах та телепередачах, як ці машини для вбивства", - сказав Кацев. Однак реальність така, що люди вбивають набагато більше акул, ніж акули вбивають людей.
"Люди щорічно вбивають багатьох, мільйонів акул по всьому світу з дурних, підроблених причин ліків; через суп із акулових плавців та всілякі причини, які є просто трагічними", - сказав Стенхоп. Дослідники сподіваються, що їх дослідження допомагає більшості людей усвідомити, наскільки спеціальні ці древні хребетні.
"Я сподіваюся, що люди визнають чудові, біологічні адаптації цих тварин і, як наслідок, отримають більшу оцінку за них", - сказав Стенхоп.
