Ученые впервые расшифровали геном земноводного и обнаружили, что его структура во многом сходна со структурой человеческого генома, а также генома лабораторной мыши и курицы.

Информационное сообщение о расшифровке генома африканской когтистой лягушки Xenopus tropicalis опубликовано 30 апреля 2010 года в журнале «Science». В работе под руководством Объединенного геномного института (Joint Genome Institute) (Калифорния, США) и Калифорнийского университета (Беркли) приняли участие 48 специалистов из 24 институтов и университетов из США, Великобритании и Японии. Проект был начат в 2003 году, первый черновой вариант опубликован еще в 2005, но окончательный результат удалось получить только сейчас. Расшифровка генома обошлась в 20 миллионов долларов.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Геном африканской когтистой лягушки Xenopus tropicalis - первый геном земноводного, подвергшийся полной расшифровке. Эта лягушка обитает в тропических лесах Африки. Ее геном состоит из 1,7 миллиарда нуклеотидов и несет в себе более 20 тысяч генов, среди которых 1,7 тысячи очень напоминают гены человека, ответственные за возникновение сердечных заболеваний, астмы и рака.

Миллионы нуклеотидов в геноме Xenopus tropicalis находятся в той же последовательности и в тех же участках, что и у других животных. Геном лягушки оказался аналогичен геномами курицы, мыши и человека, общий предок которых жил 360 миллионов лет назад. Этот результат может пролить свет на понимание эволюционного процесса позвоночных.

"Сравнение геномов различных животных позволяет определить, как могли выглядеть исходные гены их общих эволюционных предков. Эта работа показывает, что, вопреки нашим первоначальным ожиданиям, эволюция видов вовсе не обязательно должна приводить к сильной реорганизации структуры хромосом, на самом деле такие процессы, судя по всему, являются довольно редкими", - прокомментировал работу биолог Ричард Харланд (Richard Harland), один из соавторов статьи в «Science».

Ученые обнаружили, что 80% человеческих генов, отвечающих за возникновение у людей тех или иных болезней, встречаются и у Xenopus tropicalis. Этот результат дает возможность использовать ДНК лягушки для изучения многих человеческих болезней.

Близкий родственник Xenopus tropicalis - Xenopus leavis, обыкновенная шпорцевая лягушка, давно используется в качестве лабораторного животного. В США в 40-50-х годах прошлого века в клинических условиях ее использовали при проведении экспресс-теста на беременность — лягушки реагировали на человеческий гормон гонадотропин. Помимо этого ксенопусы активно используются в экспериментах по физиологии, биологии развития, а лягушачья икра, ооциты, служат удобной моделью для изучения экспрессии генов.

Xenopus leavis - следующая в очереди на расшифровку генома. Но для первой расшифровки генома земноводного исследователи все же предпочли не X.leavis, а ее «двоюродного брата» X. tropicalis. Дело в том, что Xenopus leavis имеет тетраплоидный набор хромосом (по четыре копии каждого гена в ДНК), и состоит из 3,1 млрд. нуклеотидов, что почти в два раза больше, чем у Xenopus tropicalis. У человека и у Xenopus tropicalis диплоидный набор (две копии генов) хромосом. Кроме того, X. Tropicalis меньше по размеру и достигает зрелости уже в 4 месяца, что делает эту лягушку удобным объектом исследований.