Текст уведомления здесь

У коров нашли приспособления для жизни в Якутии

Их следы обнаружили в крови.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Якутского НИИ сельского хозяйства, ГБУ «Сахаагроплем», а также нескольких исследовательских организаций Финляндии и Норвегии выяснили, работа каких генов отличает коров северных пород от остальных. Многие из генов, более активных у выведенных в Арктике животных, связаны с устойчивостью к инфекционным заболеваниям. Препринт научной статьи опубликован на сайте biorXiv.

Селекцией животных — отбором и скрещиванием особей с нужными человеку качествами — занимались задолго до появления генетики. Несмотря на то что селекционеры древности не знали даже основ этой науки, ее закономерности, тем не менее, действовали они вполне эффективно. Теперь, когда наследственность можно изучать молекулярно-биологическими методами, ученые способны выяснить, какие изменения в строении и экспрессии (работе) генов произошли у той или иной породы. Такая информация особенно ценна для древних разновидностей животных и растений, выведенных в особых климатических условиях: она поможет понять, что конкретно дало им возможность там выживать и размножаться.

Поэтому специалисты по генетике и сельскому хозяйству проверили, чем отличается экспрессия генов у аборигенных пород крупного рогатого скота, выведенных в Финляндии (финская аборигенная, северный вариант) и Якутии (якутская аборигенная), от экспрессии генов более южной и менее древней породы — голштинской (выведена в Голландии). Для этого зимой 2016/17 года у трех коров каждой разновидности взяли по 2,5 мл венозной крови и определили в ней содержание РНК различных типов. Одна РНК, как правило, создается на основе одного-единственного гена, в то время как одна молекула ДНК (хромосома) содержит в себе сотни и тысячи генов. Чем больше число молекул РНК конкретного типа, тем более активно используется ген, послуживший для нее шаблоном, и тем больше молекул кодируемого им белка образуется.

Суммарно ученые зарегистрировали в образцах крови РНК, происходящие от 15 960 различных генов (всего их у коров известно 24 616). Интересно, что как максимальное, так и минимальное число генов экспрессировалось у животных, принадлежащих к северному варианту финской аборигенной породы. Исследователи отобрали 500 наиболее активных генов и сравнили интенсивность их работы у изучаемых пород. 386 из этих 500 экспрессировались у всех трех разновидностей крупного рогатого скота. У голштинских коров насчитали 65 генов, которые не работали больше ни у кого. У северных финских и якутских таких оказалось меньше — 56 и 17 соответственно. По активности генов больше всего друг на друга походили две аборигенные породы (53 «общих» гена), несмотря на то что они никогда не пересекались. Дальше всего по этому параметру друг от друга находились якутские и голштинские коровы.

Исследователи также определили, какие функции выполняют наиболее активные у каждой породы гены. Хотя некоторые РНК оказались «считаны» с участков ДНК неизвестного предназначения, для многих функции все же были известны. Так, у якутских коров особенно много РНК давали гены, отвечающие за регуляцию деятельности естественных киллеров, активаторов киназ (ферментов, добавляющих к молекулам белков фосфатные группы) и за активацию Т-клеток. В крови представителей голштинской породы по сравнению с якутскими было повышено содержание РНК генов, регулирующих ответ организма на воспаление, перемещение нейтрофилов под действием химических стимулов, сигнальные пути немелкоклеточного рака легких, взаимодействия рецепторов к цитокинам, распад молекул белков на отдельные аминокислоты и т.д. У финских коров почти не нашлось генов, более активных, чем у голштинских.

Уникальные гены, активные только у какой-то одной породы из трех, так или иначе были связаны с холодом и иммунитетом. Например, кровь якутских коров содержала много РНК от генов, связанных с работой внутренних часов организма и самоубийством клеток при вирусных инфекциях. И то и другое важно для животных, обитающих в суровом климате с полярным днем и полярной ночью. У голштинских коров нашли РНК генов, отвечающих за борьбу с гипоксией — она может возникать в холодное время года у животных, малоустойчивых к морозам.

Работа показала, что выведенные на севере Евразии породы коров генетически отличаются от более южных не только в том, что касается внешнего вида (они мельче, и их шерсть длиннее, и за это тоже отвечают определенные гены). Приспособления, позволившие финскому и якутскому крупному рогатому скоту существовать в холодном климате Арктики с особым режимом освещенности, затронули их иммунную систему и биологические часы. Авторы статьи отмечают, что могли не обнаружить другие интересные отличия в работе генов коров трех разных пород, поскольку сосредоточились только на самых «массовых». Было бы не менее интересно сравнить экспрессию генов животных нескольких разновидностей, обитающих в более мягких условиях, чем якутские коровы.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы