ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Генетики нашли общего "предка" гемоглобина

Благодаря расшифровке генома червя Platynereis dumerilii – одного из самых медленно эволюционирующих обитателей Земли – молекулярные биологи узнали историю эволюции всех форм гемоглобина и нашли их общего "предка". Статью с описанием их исследования опубликовал научный журнал BMC Evolutionary Biology.

Многощетинковые черви Platynereis dumerilii почти не изменились за миллионы лет эволюции. Начиная с кембрийского периода их предки доминировали на дне первичного океана Земли, а современные черви обитают на дне Средиземного моря.

Platynereis dumerilii давно привлекают внимание генетиков, поскольку по структуре и длине их геном больше похож на ДНК позвоночных. Анализ геномов этого червя показывает, что предки Platynereis dumerilii не получили гемоглобин "в наследство", а "изобрели" его самостоятельно. Поэтому ученые активно спорят, как этот белок эволюционировал в разных организмах и какие гены и белки были его "предками". Изучая гены этих червей, биологи надеются узнать, как эволюционировала многоклеточная жизнь во время кембрийского взрыва, когда появились все современные типы животных.

В ходе нового исследования ученые под руководством научного сотрудника Института имени Жака Моно (Франция) Гийома Балавуана расшифровала геном этих беспозвоночных. Исследователи хотели понять, как появился гемоглобин – важнейший белок кровеносной системы всех позвоночных (в том числе и людей) и некоторых беспозвоночных. Этот белок отвечает за транспортировку кислорода по организму.

Исследователи изучали структуру гемоглобина Platynereis dumerilii и генов, которые отвечают за его производство, и сопоставляли со структурой тех же белка и генов у других организмов. Кроме того, ученые сравнили и другие гены, связанные с синтезом всех типов глобинов – белков, которые отвечают за транспортировку кислорода внутри клеток.

Оказалось, что в геноме Platynereis dumerilii за производство глобинов отвечает 19 генов. В половине случаев их структура была очень похожа на устройство отдельных блоков гемоглобина, которые приспособлены к переносу кислорода за пределами цитоплазмы клетки.

Проанализировав их устройство и сравнив их с глобинами других примитивных беспозвоночных, таких как ресничные черви, биологи пришли к выводу, что один из этих белков, цитоглобин, – общий "предок" всех существующих форм гемоглобина. Современные версии этого белка играют важную роль в работе нейронов мозга и в защите других клеток тела млекопитающих от недостатка кислорода.

Ученые надеются, что дальнейшее изучение цитоглобина червей поможет понять, почему разные группы животных создали на его основе свои версии гемоглобина и понять, почему это произошло почти одновременно еще во время кембрийского периода. Ответы на эти вопросы, в свою очередь, позволят ученым выяснить, в какой среде жили предки современных многоклеточных животных, а также понять, что заставило их "изобрести" кровеносную систему и клетки крови.

По материалам сайта ТАСС