ДНК древних пингвинов Адели показала, что микросателлиты сохраняются сотни миллионов лет
Микросателлиты — это короткие повторяющиеся последовательности ДНК, ценный инструмент для изучения наследственности, генетического разнообразия и динамики популяций у бактерий, растений, животных и грибов. Их повторяющаяся природа приводит к «проскальзыванию» при репликации ДНК, что вызывает увеличение или уменьшение числа повторов и делает длину микросателлитов изменчивой у разных особей.
Несмотря на широкое использование, эволюционная судьба самих микросателлитов оставалась предметом споров. В новом исследовании в Genome Biology and Evolution международная команда под руководством Дэвида Ламберта из Университета Гриффита использовала уникальный набор данных древних и современных геномов пингвинов Адели, чтобы получить новые данные об их эволюции.
Уникальный набор данных
Учёные секвенировали геномы 23 древних особей пингвина Адели возрастом более 46 000 лет и 26 современных особей. Это позволило провести прямое сравнение, что редкость для эволюционных исследований. Данные также сравнили с более чем 27 миллионами локусов микросателлитов из 63 геномов других животных, что дало картину динамики за более чем 500 миллионов лет.
Главные открытия
- Стабильность длины. Длина микросателлитов оказалась чрезвычайно стабильной на протяжении тысяч и даже миллионов лет. Вопреки ожиданиям, они растут в среднем всего на один нуклеотид за 100 миллионов лет. Это указывает на динамическое равновесие: более длинные микросателлиты имеют тенденцию укорачиваться, а более короткие — удлиняться.
- Долговечность. Некоторые локусы микросателлитов сохранялись более полумиллиарда лет, пережив множество событий видообразования. Такая устойчивость на фоне высокой индивидуальной изменчивости длины удивительна.
Возможные причины устойчивости
Авторы предполагают, что микросателлиты могут играть функциональную роль в архитектуре генома или в генерации фенотипического разнообразия. В противном случае маловероятно, что они сохранялись бы так долго, не будучи защищёнными от дегенерации очищающим отбором.
Значение для будущих исследований
Созданный богатый набор данных (ставший возможным благодаря десятилетиям работы по сбору субфоссильных останков в море Росса) станет важным ресурсом. Он позволит изучать более сложные модели эволюции микросателлитов, учитывающие и точечные мутации, и проскальзывание, а также эволюцию других типов повторяющихся последовательностей ДНК.