Учёные выяснили, отчего у слоновой акулы нет костей

Иммунная система слоновой акулы гораздо проще, чем у многих других изученных позвоночных. Исследование также объясняет, почему у подобных хрящевых рыб нет костей

Иммунная система слоновой акулы гораздо проще, чем у многих других изученных позвоночных. Исследование также объясняет, почему у подобных хрящевых рыб нет костей
(фото Fir0002/Flagstaffotos).

Слоновые акулы обитают в водах Новой Зеландии и южной Австралии на глубине от 200 до 500 метров

Слоновые акулы обитают в водах Новой Зеландии и южной Австралии на глубине от 200 до 500 метров
(фото B. Venkatesh).

Иммунная система слоновой акулы гораздо проще, чем у многих других изученных позвоночных. Исследование также объясняет, почему у подобных хрящевых рыб нет костей
Слоновые акулы обитают в водах Новой Зеландии и южной Австралии на глубине от 200 до 500 метров
Исследователи впервые расшифровали геном хрящевой рыбы − слоновой акулы, которая мало изменилась за последние 420 миллионов лет своего существования. Новые данные предоставили любопытную информацию об эволюцию костных позвоночных.

Команда исследователей из Института молекулярной и клеточной биологии в Сингапуре (Institute of Molecular and Cell Biology in Singapore), работающая во главе с Бираппой Венкатешем (Byrappa Venkatesh), изучила последовательность генов слоновой акулы вида Callorhinchus milii, также известной как австралийская акула-призрак.

Исследование должно помочь пролить свет на эволюцию позвоночных и представляет учёным первый полный анализ генома хрящевой рыбы. К этому классу относятся акулы, скаты и коньки. Вместе с костистыми рыбами, птицами, рептилиями, амфибиями и млекопитающими они составляют ветвь челюстных позвоночных.

Иммунная система слоновой акулы гораздо проще, чем у многих других изученных позвоночных. Исследование также объясняет, почему у подобных хрящевых рыб нет костей
(фото Fir0002/Flagstaffotos).

Геном слоновой акулы является относительно небольшим: он состоит чуть менее чем из миллиарда пар оснований ДНК (для сравнения, в организме человека три миллиарда пар оснований). Однако эта последовательность продемонстрировала учёным интригующие детали. Например, гены слоновой акулы секретируют сложные белки фосфопротеины, поэтому их хрящи никогда не превращается в кости (как это происходит у других челюстных позвоночных).

Также у этих животных отсутствуют гены нескольких ключевых клеток врождённой иммунной системы и белковых рецепторов в адаптивной иммунной системе, так называемой "иммунной памяти", которая способна обеспечить защиту от множества заболеваний. Это открытие позволяет предположить, что адаптивная иммунная система развилась у челюстных позвоночных постепенно, с течением времени.

В иммунной системе слоновой акулы присутствуют Т-клетки, способные разрушить клетки, поражённые вирусами, но вот вспомогательных Т-клеток, регулирующих общий иммунный ответ на инфекцию, у них нет.

Слоновые акулы обитают в водах Новой Зеландии и южной Австралии на глубине от 200 до 500 метров
(фото B. Venkatesh).

Одной из наиболее примечательных особенностей генома слоновой акулы является её невероятно медленные темпы эволюции − в настоящий момент животное выглядит почти так же, как и 420 миллионов лет назад. По сути, эти существа изменились за сотни миллионов лет даже меньше, чем "живые ископаемые" латимерии. Такой замедленный темп эволюции объясняется интронами в геноме C. milii. У позвоночных эти интроны заключены в тысячах записей ДНК и включают в себя собственные инструкции по сплайсингу. У большинства беспозвоночных существ (например, у оболочников) эволюция интронов происходит гораздо быстрее. Также учёные отметили, что возможность для мутации накапливается в геномах беспозвоночных: таким образом развитие "бесхребетных" происходит быстрее.

По мнению исследователей, геном слоновой акулы наиболее близок к ДНК первого челюстного позвоночного, обитавшего на планете более 450 миллионов лет тому назад и породившего многих современных животных, включая человека. Слоновая акула важна для понимания развития и эволюции этого далёкого предка, а также всех современных видов.

Работа учёных подробно описана в статье, опубликованной в журнале Nature.

Также по теме:
Генетики подтвердили, что акулы не различают цвета
Открыт новый вид ходячей акулы
Древние шипастые акулы пережили массовое пермское вымирание
Исследован образ жизни акул с циркулярной пилой во рту
В США поймали двухголовую акулу
Выживает сильнейший: детёныши акул поедают друг друга в утробе матери
Акулы едят намного больше, чем думали биологи