Исследователи опубликуют карту генома африканской бирюзовой рыбки-убийцы 3 декабря в Cell, а также ранние сведения о генетических детерминантах ее продолжительности жизни. Используя статистический анализ, который рассматривает частоту мутаций у разных организмов, ученые обнаружили доказательства того, что некоторые из тех же редких генов, которые сохранялись в генофонде киллиф на протяжении веков, также сохранялись в генофондах некоторых необычно долгоживущих животных. Исследователи задаются вопросом, означает ли это, что существуют определенные гены, которые эволюция «настроила» на создание различной продолжительности жизни.«Диапазон продолжительности жизни, наблюдаемый в природе, поистине поразителен, и на самом деле мы очень мало понимаем, как это эволюционировало или как это работает», — сказала Энн Брюне, доктор философии, профессор генетики в Стэнфорде и старший автор исследования. «Имея геном этой рыбы и сравнивая его с другими видами, мы начинаем видеть различия, которые могут лежать в основе различий в продолжительности жизни как между видами, так и внутри одного вида».
Ведущий автор исследования — Дарио Валенцано, доктор философии, бывший научный сотрудник лаборатории Брюне, который сейчас руководит собственной лабораторией в Институте биологии старения им. Макса Планка.
Брюнет и сотрудники ее лаборатории в течение последних девяти лет работали над созданием колонии киллфиш в Стэнфорде и над созданием онлайн-доступа к генным картам киллиф для других исследователей, которые хотят их изучать. Они надеются, что изучение киллиф, некоторые виды которых живут всего от четырех до шести месяцев, поможет им выяснить, почему некоторые виды, такие как эта рыба, живут менее года, в то время как другие, как некоторые киты, могут жить 200. Они также надеются исследование позволит понять различия в продолжительности жизни людей.Жизнь на скоростной трассе
Бирюзовый киллиф, который в течение коротких сезонов дождей в Мозамбике и Зимбабве вылупляется и воспроизводится, имеет чрезвычайно сжатый жизненный цикл. Брюне сказала, что она и ее команда полагают, что после того, как гены рыб будут нанесены на карту, они предоставят «новую захватывающую возможность использовать эволюционную линзу, чтобы выдвинуть идеи о старении».
Используя ряд геномных и генетических методов, члены команды секвенировали небольшие сегменты ДНК киллифы, а затем использовали специальное программное обеспечение, чтобы связать эти последовательности вместе, пока они не составили полную цифровую карту генома киллифы бирюзы.
Они повторили этот процесс с разными штаммами рыб, чтобы выявить важные генетические вариации внутри вида.«Когда у вас есть геном, это действительно открывает возможности для использования экспериментов по генетическим манипуляциям и более концептуальных сравнительных исследований геномики», — сказал Брюне.Брюнет и ее коллеги уже начали изучать гены, уникальные для короткоживущих киллеров, а также скрещивать короткоживущих киллеров с более долгоживущими, чтобы искать гены, связанные с долголетием.Когда они скрещивали долгоживущих рыб с короткоживущими рыбами, они наблюдали кластер генов, общих для долгоживущих бабушек и дедушек и долгоживущих внуков.
Они отметили, что несколько генов в этом кластере связаны с долголетием и старением у других видов.Один из этих генов является эквивалентом гена киллфиша человеческого гена, мутация которого связана с лобно-височной деменцией, заболеванием, которое обычно проявляется в позднем взрослом возрасте.
Исследователи видят в этом еще один хороший признак того, что анализ генов киллифов может подготовить почву для важных медицинских открытий в области биологии человека.«Мы еще не знаем точно, какое отношение эти результаты имеют к людям, но мы активно занимаемся этими вопросами», — сказал Брюне.
Ресурс сообществаБрюне сказала, что она и ее коллеги стремились создать киллфиш в качестве модельного организма не только для своих будущих исследований, но и для исследовательского сообщества.
Работая над сборкой генома киллифиса, они также создали удобный веб-сайт http://africanturquoisekillifishbrowser.org, к которому другие исследователи могут получить доступ бесплатно.«Они могут зайти на наш веб-сайт, ввести свой любимый ген, представляющий интерес, и затем приблизить эквивалент киллифа», — сказала она.Эта статья будет опубликована вместе с другой статьей о геноме киллифиш, подготовленной немецкой командой в том же выпуске Cell.
Брюнет сказала, что она взволнована тем, что другие исследователи начали работать с киллфишем, и надеется, что ресурсы, опубликованные обеими командами, откроют новый уровень внимания к животным как модели для исследования долголетия.«Наличие генома превращает красивый, интересный организм в модельный организм», — сказала она.