Цветочный уж: уникальная ДНК змеи-партеногенетика помогает понять генетические нарушения человека

Цветочный уж (Brahminy blind snake) — одна из самых маленьких змей в мире — обладает уникальными особенностями. Это единственный известный вид змей с тремя наборами хромосом вместо двух, и он способен к размножению без партнера.

Учёные из Техасского университета в Арлингтоне, проанализировав уникальный геном этой рептилии, раскрыли механизмы репарации (починки) её ДНК и предотвращения вредных мутаций. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, дают ценное представление о механизмах генетического ремонта, что углубляет понимание эволюции генов человека.

Ключевой механизм: премейотическая эндорудликация

Исследование показало, что активность репликации и репарации ДНК поддерживает механизм премейотической эндорудликации. В этом процессе змея дублирует свои хромосомы перед делением, минуя типичное для полового размножения спаривание хромосом. Это позволяет производить потомство, являющееся точными генетическими клонами самой матери.

Связь с генетикой человека

Генетические и репродуктивные особенности цветочного ужа могут пролить свет на человеческие трисомии, такие как синдром Дауна.

"Например, мы знаем, что наличие нескольких наборов хромосом редко для животных, но цветочные ужи прекрасно выживают с тремя наборами вместо нормальных двух, как у людей", — отметил соавтор работы Мэттью Фуджита.

Геномная структура и эволюция

С помощью современных геномных технологий команда обнаружила, что у цветочного ужа 40 хромосом, организованных в три субгенома. Они сформировались в результате сложных генетических событий, включая слияние хромосом у предковых видов. Эта структура, вероятно, и позволяет размножаться без участия самца.

Учёные также исследовали, как этот вид избегает эволюционных недостатков, типичных для бесполых видов (накопление вредных мутаций из-за отсутствия генетического перемешивания). Оказалось, что цветочный уж компенсирует этот риск за счёт медленных темпов эволюции, ограничивающих накопление вредных изменений.

Неожиданное открытие

Исследование выявило, что многие гены цветочного ужа, связанные с иммунитетом и половым отбором (например, участвующие в развитии сперматозоидов), утратили свои функции.

"Это открытие не только даёт ключевое представление о том, как работает размножение без партнёра у рептилий, но и меняет наши давние взгляды на ограниченность бесполых видов. Цветочный уж показывает, что природа может инноваровать и адаптироваться экстраординарными способами", — заключил Фуджита.