Бум расшифровки геномов

2006 год в науке продолжил ряд очень заметных публикаций, связанной с
расшифровкой и анализом геномов различных организмов. Так, две заметных публикации в
последнем Nature продолжает эту линию.

Международная группа молекулярных генетиков (Kerstin Lindblad-Toh et al.)
сообщила о завершении работ по определению нуклеотидной последовательности всех
хромосом домашней собаки (Canis familiaris).

Исследователями также составлена карта одиночных нуклеотидных полиморфизмов
(SNP - single nucleotide polymorphisms) между породами собак и проведен
сравнительный анализ генома и генов с таковыми грызунов и приматов.  Информация
о генетике собаки представляет особенный интерес для эволюционистов в связи с
огромным разнообразием пород по морфологическим, физиологическим и поведенческим
признакам.

Очередную большую порцию анализа расшифрованного генома человека опубликовал
Международный консорциум по расшифровке генома человека (The International Human
Genome Sequencing Consortium, IHGSC). В последнем Nature в качестве главной темы
опубликованы данные расшифровки последовательности человеческой 8-ой хромосомы,
а также и некоторые удивительные результаты по сравнению последовательности этой
человеческой хромосомы с аналогичными последовательностями других
млекопитающих.

В целом 8-я хромосома человека оказалась очень похожей на таковую других
животных. В качестве самого уникального свойства 8 хромосомы человека (а также
человекообразных обезьян) от аналогичных участков других животных, найден
участок хромосомы, который чрезвычайно повержен мутациям и где скорость
эволюции, соответственно, существенно выше. Этот регион расположен на расстоянии
в 15 миллионов нуклеотидов (мегабаз) от конца хромосомы. В этом участке
расположены гены, кодирующие белки, имеющие отношение к врожденному иммунитету,
а также к развитию нервной системы. Так, кластеры генов DEF и MCPH15, похоже,
могут иметь отношение к развитию мозга высших приматов, который существенно
больше по отношению к общей массе тела, чем мозг других животных. Данные результаты могут быть использованы как
для выяснения механизмов биологии человека, так и при изучении болезней.

Уже на самом простом методе анализа – сравнения генома человека с геномом
других животных – можно сделать некоторые выводы. Очень интересные
результаты начали появляться в научных журналах в сентябре 2005, когда
международная команда ученых закончила расшифровку генома нашего ближайшего
родственника среди животных – шимпанзе (например, href="http://www.nature.com/nature/journal/v437/n7055/abs/nature04072.html">"Initial sequence of the chimpanzee genome and comparison with the human genome" в "Nature".

Среди прорывов
2005 года журнал Science назвал в том числе работу по сравнению геномов
шимпанзе и человека. Данные о строении генома подтвердили существовавшее на
основе сравнения фенотипических признаков представление о близости двух видов:
наша ДНК отличается от ДНК шимпанзе лишь 1% нуклеотидов, а аминокислотная
последовательность белков отличается еще меньше (за счет того, что различные
тройки нуклеотидов кодируют одну и ту же аминокислоту в белке). Именно среди этих отличий
скрываются все признаки, отличающие нас от шимпанзе: более редкий волосяной
покров, прямохождение, большой творческий мозг и т.д. Мы пока далеки от полного
понимания генетики всех этих столь значительных для человека отличий, однако
ученые уже выявили некоторые гены, определяющие развитие мозга и поведение. Но неожиданно большим по сравнению с человеком оказалось количество
некодирующих последовательностей, вырезаемых или вставляемых в геноме шимпанзе,
что доводит общее различие в нуклеотидной последовательности ДНК в
дифференцированных клетках двух наших видов до 4%.

Расшифровка геномов целых организмов – это затратная область
молекулярной биологии, и российских работ по этой теме почти нет. Но ученые
российского происхождения довольно часто встречаются среди авторов лучших работ
в этой области. Так, например, первым автором статьи о
геноме шимпанзе в "Science" href="http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/309/5742/1850">"Parallel Patterns of Evolution in the Genomes and Transcriptomes of Humans and Chimpanzees" выступает выпускник биофака МГУ Филипп Хайтович.

Вслед за расшифровкой генома человека (2000) настал черед других видов. В
настоящее время href="http://www.genomesonline.org/index.cgi?want=Published+Complete+Genomes">секвенированы геномы 339 видов: 25 архебактерий, 270
бактерий и 46 эукариот, из них 12 протистов, 19 грибов, 2 растений и 13
животных: нематоды Caenorhabditis briggsae, дрозофилы (Drosophila melanogaster),
малярийного комара (Anopheles gambiae), шелкопряда (Bombyx mori), асцидии Ciona
intestinalis, рыб Tetraodon nigroviridis, Danio rerio и Takifugu rubripes, крысы
(Rattus norvegicus), мыши (Mus musculus), домашней собаки (Canis familiaris),
шипанзе (Pan troglodytes) и человека (Homo sapiens).  Сейчас исследовательскими
группами ведется секвенирование и расшифровка еще href="http://www.genomesonline.org/index.cgi?want=Prokaryotic+Ongoing+Genomes">905
прокариотических и href="http://www.genomesonline.org/index.cgi?want=Eukaryotic+Ongoing+Genomes">569
эукариотических геномов.

Интернет-журнал "Коммерческая биотехнология" http://www.cbio.ru/ по материалам Полит.ру