Бабуины (Papio) встречаются по всему африканскому континенту, с запада на восток и на юг. У них собачьи носы, впечатляющие зубы и густой мех, цвет которого широко варьируется между шестью видами: оливковым, желтым, чакма, кинда, гвинейским и гамадрилом. Их среда обитания варьируется от саванн и кустарников до тропических лесов и гор.

Бабуины чакма, самые крупные из которых весят до 100 фунтов, водятся даже в пустыне Калахари, в то время как соседние бабуины Кинда, самые маленькие из которых весят около 30 фунтов, держатся у воды. Большинство из них живут большими отрядами с десятками или сотнями членов. В то время как большинство павианов полигамны, самцы и самки спариваются с несколькими партнерами, павианы-гамадрилы, также называемые священными павианами, живут исключительно группами, состоящими из одного самца и нескольких самок.

В статье, опубликованной сегодня в журнале Science, под названием «Полногеномная родословная раскрывает детали древней и недавней ретикуляции, управляемой самцами у бабуинов», исследователи показывают удивительное количество генетической примеси между видами бабуинов, что-то, что, вероятно, также имело место у ранних людей. Марк Батцер , профессор Бойда и заслуженный профессор биологических наук доктора Мэри Лу Эпплуайт в ЛГУ; Джессика Сторер, доктор философии, бывшая студентка Батцера в ЛГУ, а теперь научный сотрудник; и научный сотрудник LSU Джерилин Уокер внесли свой вклад в исследование. Вместе они проанализировали мобильные или «мобильные» генетические элементы в образцах 225 особей бабуинов из 19 географических мест.

«Все считают, что их геном совершенно стабилен, и это совершенно неправильно», — сказал Бэтцер. «Более половины генома изменчивы по своей природе и перемещаются внутри и между особями, а также между поколениями и популяциями. Эта подвижная часть генома, или мобильом, дает важные подсказки относительно того, как разные виды связаны друг с другом, как они различаются, и когда два человека имеют общего предка».

Полногеномное секвенирование произвело революцию в количестве и деталях генетического разнообразия, которое теперь доступно исследователям для изучения. В то время как исследователи LSU ранее рассматривали несколько сотен мобильных элементов или «прыгающих генов», в основном типов Alu и L1, теперь они смогли проанализировать более 200 000 элементов с помощью вычислений, подтвердив и расширив предыдущие исследования. Более широкий исследовательский консорциум включает более 30 сотрудников по всему миру и возглавляется Джеффри Роджерсом, адъюнкт-профессором молекулярной генетики и генетики человека в Медицинском колледже Бейлора.

«Есть вопросы, которые были научной фантастикой, когда я начинал в этой области, но теперь они вполне доступны», — сказал Бэтцер. «Мы также возвращаемся к этому фундаментальному вопросу: «Что такое вид?» Когда я был молодым ученым, это означало репродуктивную изоляцию, никакого обмена генами туда и обратно, и особи разных видов образовывали бесплодные гибриды.Ну, вся эта концепция развилась, и то, что мы сейчас видим, это свободный обмен генами туда и обратно. вперед, как в древние времена, так и в последнее время. Другими словами, не было линейной траектории генетически изолированных видов, которые меняются во времени».

Мобильные, мобильные элементы вызывают подмножество всех генетических мутаций, известных как структурные генетические варианты, один из наиболее важных типов мутаций в геноме. Таким образом, мобильные элементы ответственны за некоторое генетическое разнообразие, но не за все различия. Их активность или скорость движения также различаются между видами, в том числе в разное время. В то время как бабуины в настоящее время находятся в «ускоренной перемотке вперед», орангутаны, например, почти на паузе. Люди находятся где-то посередине.

«Можно сказать, что такие мобильные элементы, как Alu и L1, участвуют в генетической гонке вооружений или конкуренции внутри генома», — сказал Батцер. «Мобильные элементы пытаются увеличиваться в количестве, в то время как геном осуществляет контроль над этим расширением, поэтому элементы не «переполняют» геном и не вызывают такого хаоса, который может привести к гибели хозяина. Некоторые мобильные элементы являются дальними родственниками вирусов. так что некоторые из систем контроля — это те же самые, которые контролируют распространение вирусов».

Кажущееся сходство, например, между двумя особями одного и того же вида, может скрывать удивительное количество генетического разнообразия, поскольку один бабуин может иметь почти столько же общего — с точки зрения генетики — с бабуином другого вида. Исследователи также смогли впервые на нечеловеческих приматах показать, как желтые бабуины в западной Танзании получили генетический вклад от трех разных линий — желтых, оливковых и кинда.

«Это был первый раз, когда мы увидели, как три разных вида способствуют возникновению одного, и сделали это подробно», — сказал Батцер. «Эти наборы данных с высоким разрешением позволяют нам делать гораздо более точные и подробные выводы из наших наблюдений».

Бабуины и люди имеют примерно 91 процент идентичной ДНК. В то время как люди имеют относительно небольшое количество вариаций друг от друга, бабуины генетически более разнообразны. Более крупные подвижные элементы, называемые элементами LINE, такие как L1, несут ферментативные механизмы, которые помогают им, а более мелкие элементы Alu мобилизуют и стимулируют изменения у млекопитающих (L1) и приматов (Alu).

Мобильные и мобильные элементы сами по себе разнообразны и эффективно «обезьянивают» геномы всех приматов, включая человека, а также других видов. Процессы, посредством которых они воздействуют на геном, называются инсерционным мутагенезом, трансдукцией и рекомбинацией. Отслеживание вставок, которое является специальностью Батцера, дает два преимущества в установлении общего или отдельного происхождения.

Во-первых, наличие мобильного элемента в определенном месте генома представляет идентичность по происхождению; вероятность точного совпадения без общего происхождения почти ничтожна. Во-вторых, можно проследить вставки до того места, где они впервые появились, тем самым устанавливая состояние предкового генетического признака и однозначно укореняя видовые отношения.

«Теперь мы считаем, что мобильные элементы являются одной из самых больших движущих сил, влияющих на геномы, и не только среди приматов, но и среди многих млекопитающих, а также во многих системах, не относящихся к млекопитающим», — сказал Батцер.

Затем исследовательская группа LSU изучит мобилизацию и геномное влияние недавно идентифицированного мобильного элемента у южноамериканских приматов.

https://phys.org/news/2023-06-mobile-elements-monkeying-genome.html