Специальные гены облегчают двугорбому верблюду выживание в пустынях Азии. Об этом свидетельствует первая расшифровка генома этого двугорбого верблюда международной исследовательской группой. Соответственно, генетические модификации гарантируют, что у верблюда не разовьется диабет или высокое кровяное давление, несмотря на высокий уровень сахара в крови и большое количество соли в рационе, как сообщают ученые из Консорциума по секвенированию и анализу генома двугорбых верблюдов в журнале Nature Communications..
Двугорбые верблюды отличаются от близкородственного крупного рогатого скота многими метаболическими генами, например, для переработки жиров и углеводов. Это помогает им подолгу обходиться без еды и воды, говорят Джиримуту Яо из Сельскохозяйственного университета Внутренней Монголии и его коллеги.
Ни диабета, ни гипертонии
Для того чтобы иметь возможность жить в бесплодных пустынях и полупустынях своей среды обитания, двугорбые верблюды разработали несколько необычных приспособлений. Уровень сахара в крови двугорбых верблюдов в два раза выше, чем у других жвачных животных. Они также поглощают в восемь раз больше соли. «Тем не менее, у этих верблюдов не развивается ни диабет, ни высокое кровяное давление», - объясняют исследователи. Чтобы эффективно защитить себя от инфекций, иммунная система двугорбого верблюда также вырабатывает особую форму антител, которые меньше по размеру и более стабильны, чем у человека. Подобно одногорбому дромадеру, двугорбый верблюд может накапливать энергию в виде жира в горбе, что позволяет ему долгое время обходиться без еды и воды.
Новые анализы генов теперь дают первые указания на генетическую основу этих физиологических адаптаций. Яо и его коллеги обнаружили у двугорбых верблюдов одиннадцать копий гена, который меняет реакцию кровеносных сосудов на соль. Этот ген обычно ингибируется избытком соли, и это препятствует расширению вен, объясняют ученые. Результат - высокое кровяное давление. Дополнительные копии гена двугорбого верблюда, по-видимому, помогают ему избежать этого эффекта и, следовательно, высокого кровяного давления.
Устойчивость к инсулину
Причину, по которой у верблюдов уровень сахара в крови намного выше, чем у крупного рогатого скота и других жвачных животных, также можно увидеть в их генах: «Наш анализ показывает, что у верблюда некоторые гены развились особенно быстро, т.е. участвует в регуляции уровня сахара в крови и инсулина», - пишут Яо и его коллеги. К ним также относятся участки ДНК, которые обычно делают чувствительные к инсулину клетки устойчивыми к этому сигнальному веществу. В результате клетки не поглощают избыток сахара в крови. Исследователи говорят, что, почему у животных не развивается диабет, несмотря на высокий уровень сахара в крови, все еще необходимо выяснить в дальнейших исследованиях.
Для исследования исследователи проанализировали геном восьмилетнего дикого и шестилетнего домашнего двугорбого верблюда. Основываясь на этой первой грубой расшифровке, ученые оценивают размер генома в 2,38 миллиона пар оснований - это меньше, чем, например, геном человека или крупного рогатого скота. Одна из причин этого, вероятно, заключается в том, что геном двугорбого верблюда содержит меньше повторов. Анализ также показывает, что родословная крупного рогатого скота и двугорбых верблюдов разделилась примерно от 55 до 60 миллионов лет назад.