Геном гималайского сурка предлагает ключ к высотной адаптации

        

Гималайские сурки могут выживать на высотах до 5000 метров в гималайских регионах Индии, Непала и Пакистана, а также на китайско-тибетском плато Цинхай, где многие из них сталкиваются с сильным холодом, небольшим количеством кислорода и небольшим количеством других ресурсов. Теперь исследователи секвенировали первый полный геном гималайского сурка, который может помочь им лучше объяснить, как сурки живут в таких крайностях.

Результаты, опубликованные 20 декабря в журнале iScience намекают на генетические механизмы, лежащие в основе высотной адаптации и спячки, говорят исследователи. Они также служат ценным ресурсом для исследователей, изучающих эволюцию сурков, болезни горных районов и адаптацию к холоду.

Как одно из высотных млекопитающих, сурок Гималаев постоянно подвергается воздействию холодной температуры, гипоксии и интенсивного ультрафиолетового излучения. Они также зимуют более шести месяцев в зимнее время ".

Энки Лю из Научного центра здравоохранения университета Сиань Цзяотун в Китае

Эти поразительные биологические особенности побудили Лю и его команду, в том числе первого автора Лян Бая, рассмотреть гималайского сурка как идеальную модель животных для изучения молекулярных механизмов адаптации к экстремальным средам. Для начала они секвенировали и собрали полный проект генома самца гималайского сурка. Они также повторно упорядочили 20 других гималайских сурков, включая особей, живущих на больших и низких высотах, и четыре других вида сурков. Кроме того, секвенирование РНК было выполнено для сравнения различий в экспрессии генов между сурками в состоянии оцепенения и бодрствования сурков.

Данные ДНК показывают, что гималайский сурок отклонился от монгольского сурка около 2 миллионов лет назад. Исследователи идентифицировали два гена, Slc25a14 и ampAamp (обработанный псевдоген), которые были отобраны в разных направлениях у сурков, живущих на малых и больших высотах, что позволяет предположить, что они связаны с выживанием в высотных популяциях в условиях крайне низкого содержания кислорода.

Они также предполагают, что Slc25a14 может играть важную нейропротекторную роль. Сдвиг ampAamp влияет на стабильность РНК, кодирующей ген Aamp, что может быть защитной стратегией для предотвращения избыточного роста новых кровеносных сосудов в условиях крайне низкого содержания кислорода.

Данные секвенирования РНК показывают, что изменения экспрессии генов происходят в печени и мозге во время спячки. К ним относятся гены в пути метаболизма жирных кислот, а также свертывания крови и дифференцировки стволовых клеток.

Интересно, что предыдущее исследование показало, что, поскольку мозг гибернатора подвергается воздействию почти замерзшей температуры и снижает кровоток, существует повышенный риск образования тромбов, отмечают исследователи. Их стволовые клетки головного мозга также могут быть лучше подготовлены к восстановлению травм в качестве приспособления, необходимого для выживания в условиях экстремальных стрессов окружающей среды.

Исследователи говорят, что планируют продолжать улучшать качество генома гималайского сурка. Они отмечают, что гималайский сурок также известен своей высокой восприимчивостью к вирусу гепатита сурка и является естественным хозяином и переносчиком чумы для человека.

Мы выясним особенности иммунной системы, ответственной за вирус гепатита и бактериальную инфекцию. "

Лю

      

Source link