Достаточно маленькие, чтобы поместиться на ладони, с огромными глазами и аппетитом к мясу, долгопяты являются аномалией природы. По словам ученых из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, они также являются нашими дальними родственниками, которые недавно секвенировали и проанализировали геном долгопята.
Выводы, опубликованные 6 октября в журнале Nature Communications, помещают долгопятов на важную ветвь эволюционного древа приматов - на ту же ветвь, которая ведет к обезьянам, человекообразным обезьянам и людям.
«Мы секвенировали долгопятов не только для того, чтобы определить, какое место они занимают в эволюции приматов, но и потому, что их физиология, анатомия и пищевое поведение очень уникальны», - сказал Уэсли Уоррен, доктор философии, адъюнкт-профессор генетики и старший исследователь. автор.
Долгопяты - единственные исключительно плотоядные приматы, питающиеся насекомыми и мелкими птицами, грызунами и ящерицами. С глазами, в два раза большими, чем их мозг, головой, которая может вращаться на 180 градусов в каждом направлении, и способностью отслеживать добычу с помощью ультразвука, крошечные животные являются грозными ночными охотниками. Их ноги и ступни приспособлены для внезапных, мощных прыжков, с удлиненной лодыжкой, предплюсной, в честь которой они названы.
Положение долгопятов среди приматов считается спорным. Их зубы и челюсти больше похожи на «мокроносых» приматов, таких как лемуры, но их глаза и нос больше похожи на «сухоносых» приматов, таких как обезьяны и люди.
Секвенировав полный геном долгопята, Уоррен, Юрген Шмитц из Мюнстерского университета в Германии и их коллеги окончательно отнесли долгопятов к категории сухоносых.
Исследователи проанализировали последовательности ДНК, известные как транспозоны, или «прыгающие гены», которые могут переходить из одной части генома в другую, часто дублируя себя в процессе. Со временем транспозоны теряют способность прыгать. Новые транспозоны могут переходить в более старые транспозоны, но не наоборот. Анализируя, какие транспозоны были встроены в другие, исследователи смогли определить, когда определенные семейства транспозонов утратили способность прыгать, и, таким образом, датировать различные семейства транспозонов..
Исследователи сравнили семейства транспозонов долгопятов, людей, кустарниковых мартышек (мокроносых приматов) и беличьих обезьян (сухоносых приматов). Долгопяты делились более поздними семействами транспозонов с беличьими обезьянами и людьми, и только самые старые из них - с кустарниковыми младенцами, что указывает на принадлежность долгопятов к сухоносым приматам.
«Прыгающие гены помогают нам понять, как виды отделились друг от друга более миллионов лет назад», - сказал Шмитц. «Геном долгопята - это современный архив эволюционных изменений, которые привели к появлению человека».
Наличие полного генома долгопята также позволило исследователям всесторонне изучить гены, которые делают долгопятов уникальными. Так как, например, глаза и лодыжки долгопята сильно отличаются от таковых у других приматов, гены, связанные с ростом и развитием глаз или костей, вероятно, также будут отличаться..
Сравнивая последовательности генов долгопятов с последовательностями других приматов, исследователи определили 192 гена, которые изменяются быстрее или медленнее, чем то, что происходит у других приматов. Эти гены, вероятно, связаны с необычными чертами долгопята. Затем они просмотрели научную литературу, чтобы определить болезни человека, связанные с этими генами, и обнаружили 47 болезней. Около четверти были связаны со зрением, а еще четверть - с проблемами опорно-двигательного аппарата.
«Гены долгопятов, которые демонстрируют уникальные изменения, могут дать нам ключ к разгадке болезней человека, связанных с теми же генами», - сказал Уоррен. «Если аминокислота была уникально изменена и предположительно связана с новой мускулатурой долгопята, возможно, она является важной частью белка и заслуживает более пристального внимания, когда она связана с заболеванием человека."
Анализ генома долгопята также показал, что эти очаровательные животные демонстрируют признаки сокращения популяции.
«Мы думаем, что численность населения сокращается, а не восстанавливается», - сказал Уоррен. «Большая часть упадка связана с потерей среды обитания, но торговля домашними животными также вносит свой вклад. К сожалению, после поимки часто наступает смерть из-за неудовлетворения физических и диетических потребностей. Возможно, что некоторые виды долгопятов вымрут, если мы не меняем эти траектории."
Исследователи надеются получить ДНК от других видов и популяций долгопятов, которую они планируют использовать для оценки здоровья популяции долгопятов, помимо других исследований.
«Если мы сможем секвенировать геном других долгопятов, мы сможем измерить разнообразие популяции. Популяция с большим разнообразием должна быть более приспособлена к выживанию в условиях изменений в окружающей среде», - сказал Уоррен. «Это поможет нам определить, насколько они действительно находятся под угрозой исчезновения, чтобы мы могли принять меры для их лучшей защиты."