КОШКИ И ГЕНЫ
Первый Академический час в нынешнем учебном году был посвящен биологии, а точнее, генетике. Лекцию прочитал Павел Михайлович Бородин, доктор биологических наук, заведующий лабораторией рекомбинационного и сегрегационного анализа Института цитологии и генетики СО РАН.
Е. Садыкова, «НВС»
«Многие из названия лекции могут понять, что Академия наук занимается изучением кошек. Это не так, более того, лично я генетикой кошек тоже не занимаюсь, я просто цинично их использую, чтобы объяснять на примере этих животных некоторые трудные вещи в науке. Я давно понял, что, например, генетику на горохе объяснять скучно, а слушать — противно. А поскольку к кошкам люди, в основном, относятся с симпатией, то и слушают про них охотнее», — начал путешествие в мир кошек и генетики Павел Михайлович. Правда, тут же оговорился:
— На самом деле, у меня всё же был некий вклад в изучение кошек. В молодости я довольно часто ездил в командировки, и поскольку во время ожидания самолёта нужно было чем-то заняться, я ходил по улицам и считал кошек. Ещё до меня науке было известно, что в разных городах мира кошки отличаются окрасом. Например, кошек с мраморными разводами в Сибири на улицах не встретишь, а в Англии таких большинство.
Я посчитал кошек в шести советских городах и на основании распределения генов окраски сделал определенные заключения, связанные с историей их расселения. Например, Великий шёлковый путь способствовал распространению кошек рыжей окраски по всей территории, где в древности проходили караваны. Мраморные кошки чаще всего встречаются в Англии, где и возникла эта мутация, и в портовых городах других стран, например во Владивостоке. Глядя на это можно восстанавливать историю кошачьих и человечьих популяций, ведь коты всегда мигрировали исключительно с людьми, — рассказал учёный.
Чем кошки хороши для генетики? Генетика не просто описывает, почему дети похожи на родителей — это как раз не самое интересное. Интереснее, когда они похожи не сильно или совсем другие. Следовательно, для анализа нужно, чтобы признаков было много и, желательно, разнообразных, ведь если бы, например, все горошины были одинаковыми, наследовать было бы нечего.
То же самое и с людьми — мы все такие интересные именно потому, что разные. Чем, по мнению профессора, хороши кошки — у них больше фенотипов, чем у многих других животных.
Словом, на лекции коснулись «до всего слегка»: законов Менделя, того, как гены организованы в хромосомах, молекулярной генетики, генетики развития, и, наконец, эволюционной биологии.
Законы Менделя (закон единообразия первого поколения, закон доминирования, закон независимой сегрегации признаков) объясняют, почему дети отличаются от родителей, откуда, например, у серых родителей берутся чёрные котята, отчего пушистость не всегда проявляется.
Учёным к настоящему времени удалось секвенировать геномы многих животных, в том числе и кошки. Оказывается, это вполне определенная кошка абиссинской породы по кличке Cinnamon (Корица), и в интернете есть целый сайт, посвященный ей. Секвенирование генома открывает перед учёными большие возможности, например, понимание того, чем обусловлены мутации в тех или иных генах, где находятся гены, контролирующие развитие того или иного признака и так далее.
Например, как формируется окраска кошки? С одной стороны, с пищей к ним поступает аминокислота тирозин, которая под действием различных ферментов превращается в два пигмента — черный и желтый. Смесь этих пигментов в волосе дает развитие окраски. Но зачастую в процесс вмешиваются мутации. А вообще все клетки, которые будут работать на окраску, закладываются в развивающемся организме в районе будущего позвоночника — хорды. Оттуда они начинают мигрировать к местам назначения. Чем дальше путь миграции, тем больше вероятность, что эти участки шкуры останутся белыми. Именно поэтому в природе не бывает чёрных кошек с белым хвостом. Причем разные мутации нарушают скорость миграции этих клеток и дают разнообразие окрасок.
Американским учёным удалось не только секвенировать кошачий геном, но и клонировать кошку. Сиси (от англ. CC, Copy Cat или Carbon Copy), то есть Копирка, до сих пор жива (ей 10 лет), более того, имеет рождённых естественным образом детей. Корейцы пошли в своих опытах ещё дальше и создали не просто клонированных, а трансгенных котов, в переносимую яйцеклетку внесли ген флуоресцентного красного белка медузы. Теперь белые коты в ультрафиолетовом свете — красные. По словам учёных, всё это было сделано в первую очередь для исследования процесса развития организма (красный белок светится во всех клетках), кроме того, животных можно использовать как дизайнерских котов. «Я уговариваю наших сотрудников создать разноцветных норок, чтобы дамы могли ходить на дискотеку в светящихся мехах», — пошутил Павел Михайлович.
«Несколько лет назад я написал научно-популярную статью об эволюции, и в интернете появились статьи с заголовками типа: „У кошки и у лошади общий предок — Павел Бородин“. Так что, прошу любить и жаловать: я — общий предок кошки и лошади.
А если говорить серьёзно, поскольку в настоящее время последовательности генов практически всех животных расшифрованы, то по степени их отличия можно посчитать время, которое прошло с момента существования на Земле последнего общего предка у тех или иных видов. Так, например, последний общий предок лошади и кошки существовал на Земле 81 миллион лет назад. Он был размером с мышь и жил под землей, поскольку на земле царили динозавры. Это самка, имевшая двух детей женского пола, от одной из которых пошла линия кошек и всех остальных хищников, а от другой — лошадей и других непарнокопытных. Последний общий предок человека и кошки существовал 96 миллионов лет назад, то есть раньше, чем предок кошки и лошади. Если вас интересует ваша общая бабушка с бананом, то она жила где-то 1 миллиард 369 миллионов лет назад, была круглой и одноклеточной. Все хищники возникли около 50 миллионов лет назад, современные кошачьи разделились в течение последних 15 миллионов лет. В начале отделилась ветвь крупных рычащих кошек, потом все остальные. Домашняя кошка отделилась от южноазиатских котов около 5 миллионов лет назад.
Словом, эволюция — это не про динозавров, это про нас с вами! То, что мы сейчас знаем благодаря расшифровке геномов, я называю судебно-медицинскими доказательствами эволюции», — завершил свое увлекательнейшее выступление профессор. А для всех, кто заинтересовался темой лекции, Павел Михайлович порекомендовал статью в журнале «Наука из первых рук» и свою книгу «Кошки и гены».
стр. 12
|
