Благодаря детальному анализу полных геномов пяти видов кошек исследователи смогли раскрыть некоторые давние загадки эволюции этих животных, что дало нам гораздо лучшее понимание того, как развивались разные виды.
Международная группа исследователей изучила виды, в том числе домашних кошек, львов и тигров, и использовала такие методы, как трио-биннинг: именно здесь можно отсеять и идентифицировать ДНК, внесенную каждым из родителей организма.
В данном случае метод был применен к гибридам, что позволило ученым различать конкретные геномы с удивительно небольшим количеством пробелов.
«Наша цель состояла в том, чтобы лучше понять, как развивались кошки, и генетическую основу различий между видами кошек», — говорит Билл Мерфи, зоолог из университета A&M.
«Мы хотели воспользоваться некоторыми новыми технологиями, которые позволяют нам создавать более полные геномные карты кошек».
Один из вопросов, на который команда хотела ответить, заключается в том, почему у кошек относительно мало сложных генетических вариаций по сравнению с другими млекопитающими. Например, нет большой разницы в хромосомах льва и домашней кошки.
Новый анализ предполагает, что причиной является частота сегментных дупликаций или участков ДНК, очень похожих на другие участки. У кошек их гораздо меньше, чем у других млекопитающих, что делает их геномы более стабильными и приводит к меньшему количеству видов.
Хотя большие генетические вариации не так распространены у кошек, некоторые вариации все же существуют, и еще одно открытие проливает свет на то, какие части кошачьей ДНК ответственны за эти изменения – особенно с точки зрения вариаций, которые определяют отдельные виды .
Команда генетиков идентифицировала особый повторяющийся элемент ДНК под названием DXZ4 , который известен как сателлитный повтор: он влияет на трехмерную структуру Х-хромосомы и влияет на видообразование. Сегмент DXZ4 у кошек развивается быстрее, чем 99,5 процентов остального генома.
Кроме того, новое открытие обонятельных генов у кошек стало возможным благодаря высокодетализированным последовательностям генома. Когда дело доходит до этих генов, между видами существует множество различий – скорее всего, потому, что некоторым видам кошек все еще необходимо сильное обоняние, а другим уже нет.
Исследование показало, что такие виды, как кошка-рыболов (Prionailurus viverrinus), сохранили гены, которые помогают им вынюхивать запахи, переносимые водой, и, таким образом, ловить добычу, тогда как домашние кошки, у которых нет такой же потребности в охоте, потеряли многие из этих генов.
Взятые вместе, результаты исследования показывают, что там, где виды кошек различаются на генетическом уровне, эти различия действительно имеют значение. Это должно помочь ученым, защитникам природы и всем, кто работает с этими грациозными животными.
Наши результаты откроют двери для людей, изучающих кошачьи болезни, поведение и сохранение», — говорит Билл Мерфи. «Они будут работать над более полным пониманием генетических различий, которые делают каждый тип кошек уникальным».
На данный момент Мерфи и его команда будут продолжать применять самые передовые технологии секвенирования и сборки генома к геномам кошек, чтобы заполнить как можно больше информации о мире кошачьих.
Исследование опубликовано в журнале Nature Genetics.