Основные белки мочи не обеспечивают распознавание родства у самцов мышей

Моча домовых мышей, в отличие от человеческой, содержит большое количество белков, в основном это основные белки мочи (Major Urinary Proteins, MUPs). Эти белки стабилизируют выделение летучих феромонов из мочевых меток. Гены MUPs образуют большой кластер у мышей и представлены 21 различным геном, тогда как у человека есть только один нефункциональный ген MUP.

До сих пор учёные предполагали, что гены MUPs в диких популяциях мышей обладают высокой вариабельностью, а сами белки создают уникальную индивидуальную «подпись» или «штрих-код», который опосредует распознавание отдельных особей и родственников. Однако исследования, подтверждающие это критическое предположение, отсутствовали. Исследователи из Vetmeduni Vienna проанализировали гены и белки MUP в соответствующем кластере. Их результаты напрямую опровергают гипотезу MUP-штрих-кода.

Гипотеза штрих-кода ранее не имела критической проверки

«Мы изучаем генетические основы химической коммуникации и распознавания родства, сосредоточившись на MUPs, поскольку часто утверждается, что они обеспечивают генетическую основу для распознавания родства и избегания инбридинга», — объясняет Дастин Пенн из Института этологии Конрада Лоренца.

Гипотеза штрих-кода предполагает, что гены и белки MUPs высоко вариабельны в диких популяциях, а особи производят свою собственную уникальную и стабильную комбинацию белков MUP. Команда Пенна и специалисты по протеомике впервые представили доказательства, прямо опровергающие эту гипотезу.

Распознавание родства должно контролироваться другими механизмами

Команда начала с анализа кластера генов MUP у диких домовых мышей методом прямого секвенирования ДНК. Вместо высокой вариабельности они обнаружили, что особи не проявляют никакой вариации в генах MUP. Более того, они обнаружили необычно низкую генетическую вариацию во всём кластере MUP. «Раньше мы задавались вопросом, как естественный отбор поддерживает высокий уровень вариации генов MUP, а теперь должны объяснить поразительное её отсутствие», — говорит Пенн.

Кроме того, команда обнаружила, что обычные гель-электрофоретические методы не разделяют разные белки MUP, что создавало технические трудности для их измерения. Белки пришлось анализировать с помощью современных методов масс-спектрометрии. Используя этот безгелевый метод, они обнаружили, что особи демонстрируют почти нулевую вариацию в количестве экспрессируемых белков MUP.

Экспрессия MUP зависит от социального контекста

Предположение, что MUPs обеспечивают стабильный индивидуальный штрих-код, также было опровергнуто. Новые протеомные методы позволили идентифицировать разные MUPs в индивидуальных образцах мочи с течением времени. «Наши результаты показывают, что мыши меняют производимые MUPs в зависимости от социального контекста. Количество MUPs в моче самцов домовых мышей удивительно динамично», — заключает Пенн.