Новости

Nov 29, 2023

Проект «Геном приматов» раскрывает тайны эволюции

Соавтор: Гоцзе Чжан из Центра эволюционной и организменной биологии при

Под руководством Гоцзе Чжана из Центра эволюционной и организменной биологии Университета Чжэцзян, Донг-Донг Ву из Института зоологии Куньмина, Сяо-Гуан Ци из Северо-Западного университета, Ли Ю из Юньнаньского университета, Миккеля Хайде Ширупа из Орхусского университета и Яна Чжоу из BGI-Research, Консорциума генома приматов, сообщил о серии публикаций в рамках своей первой фазы программы, которая включает в себя высококачественные эталонные геномы 50 видов приматов, 27 из которых были секвенированы впервые. Эти исследования дают новое представление о процессе видообразования, геномном разнообразии, социальной эволюции, половых хромосомах, а также эволюции мозга и других биологических черт.

Крупномасштабные филогеномные исследования раскрывают генетические механизмы, лежащие в основе истории эволюции и фенотипических инноваций у приматов.

Сравнительный анализ геномов приматов в филогенетическом контексте имеет решающее значение для понимания эволюции генетической архитектуры человека и межвидовых геномных различий, связанных с диверсификацией приматов. Предыдущие исследования геномов приматов были сосредоточены в основном на видах приматов, тесно связанных с человеком, и были ограничены отсутствием более широкого филогенетического охвата.

«Хотя в мире насчитывается более 500 видов приматов, в настоящее время опубликованы геномы только 23 репрезентативных видов приматов, не относящихся к человеку, в результате чего 72% родов остаются несеквенированными, что создает значительные пробелы в знаниях в понимании их эволюционной истории» Донг-Донг Ву состояния.

Чтобы восполнить этот пробел, они выполнили высококачественное секвенирование генома с использованием технологий долгосрочного секвенирования на 27 видах приматов, включая базальные линии, которые ранее не были полностью секвенированы. Объединив это с ранее опубликованными геномами приматов, проект провел филогеномные исследования 50 видов приматов, представляющих 38 родов и 14 семейств, чтобы получить новое представление об их геномной и фенотипической эволюции.

«Основываясь на полных геномных данных, мы создали высокоточную филогению и оценили появление коронных приматов между 64,95 и 68,29 миллионами лет назад, перекрывая границу мелового и третичного периодов», — заявляет Донг-Донг Ву.

В исследовании сообщалось о детальных геномных перестройках в линиях приматов и идентифицировались тысячи генов-кандидатов, которые подверглись адаптивному естественному отбору в различных предковых ветвях филогении. Сюда входят гены, которые важны для развития нервной, скелетной, пищеварительной и сенсорной систем, и все они, вероятно, внесли свой вклад в эволюционные инновации и адаптации приматов.

«Удивительно видеть, что так много геномных изменений, затрагивающих гены, связанные с мозгом, произошли у общего предка группы обезьян, в которую входят обезьяны Нового Света, обезьяны Старого Света и человекообразные обезьяны», - утверждает Гоцзе Чжан. «Эти геномные инновации эволюция в этом древнем узле могла бы проложить путь для дальнейшей эволюции уникальных черт человека».

Повсеместная неполная сортировка линий проливает свет на видообразование и отбор у приматов

Хотя общепризнано, что шимпанзе и бонобо являются наиболее близкими к человеку видами, 15% нашего генома ближе к другому человекообразному примату — горилле. В первую очередь это связано с особым эволюционным событием, называемым сортировкой неполной линии (ILS), когда наследственный генетический полиморфизм случайным образом сортируется в виды-потомки. В ходе исследования изучались события видообразования в ходе эволюции приматов и было обнаружено, что ILS часто возникал во всех 29 основных наследственных узлах у приматов, причем в некоторых узлах более 50% генома пострадало от ILS.

«Процесс генетической диверсификации не следует топологии в виде бифуркационного дерева, как мы обычно знаем для процесса видообразования, он больше похож на сложную сеть», — сказал Гоцзе Чжан. «Важно исследовать эволюционный процесс каждого отдельного гена, который также может повлиять на эволюцию фенотипов между видами».