Dėl daugybės priežasčių didelius baltuosius ryklius reikia laikyti gamtos vandenynuose gyvenančiais superherojais - jie yra dideli ir stiprūs, ilgą gyvenimą gyvena, gali žaizdas užgydyti nepaprastai greitai, ir net tikėtina, kad jie retai suserga vėžiu. Tačiau kaip įmanoma, kad šie senovės milžinai turi tiek daug superherojų bruožų? Dabar mokslininkai žengė svarbų žingsnį atsakydami į šį klausimą iššifruodami visą didžiojo baltojo ryklio genomą.
Tarptautinė tyrėjų komanda, vadovaujama mokslininkų iš „Gelbėk mūsų jūros“ fondo ryklio tyrimų centro ir Guy Harvey tyrimų instituto Novos Pietryčių universitete Floridoje, sekvenavo didžiojo baltojo ryklio genomą (Carcharodon carcharias) ir palygino jį su kelių kitų stuburinių gyvūnų genomais. Komanda atrado daugybę neįprastų genetinių savybių, kurios gali paaiškinti, kodėl balti rykliai yra jūros superherojai (arba supervillainai, jei esate apkūnus jūros liūtas). Jų tyrimas pirmadienį (vasario 18 d.) Buvo paskelbtas internete žurnale „Proceedings of the National Sciences“.
Svarbus yra genetinis stabilumas
Didžiojo baltojo ryklio genomo sekos nustatymas nebuvo maža užduotis - genomą sudarė 4,63 milijardo bazinių porų (azoto turinčios molekulės, sudarančios DNR kopėčių „pakopas“), o tai yra maždaug 1,5 karto daugiau nei žmogaus genomas. „Tai gana įspūdingos pastangos“, - teigė Dovi Kacev, jūrų molekulės ekologas ir Nacionalinio jūrų žuvininkystės tarnybos Pietvakarių žuvininkystės mokslo centro Kalifornijoje tyrėjas, nedalyvavęs tyrime.
Beveik 60 procentų baltojo ryklio genomo sudarė pakartotinės genetinės sekos, panašios į tai, kas matoma žmogaus genome. Baltojo ryklio genome ypatinga tai, kad daugelis tų pasikartojančių regionų yra specialios genų grupės, žinomos kaip LINEs, kodai.
„Jie patys pasidaro kopijas, o paskui atsitiktinai įtraukia į įvairias genomo vietas, o proceso metu daro dvigubas DNR pertraukas, kurias reikia taisyti“, - sakė Niujorko Kornelio universiteto evoliucijos biologas Michaelas Stanhope'as. . Stanhope kartu su Nova Pietryčių universiteto apsaugos biologais Nicholas Marra ir Mahmood Shivji vadovavo tyrimui.
Dėl dažnų DNR pertraukų genomas tampa nestabilus, o tai paprastai sukelia didesnę problemą sukeliančių genetinių mutacijų riziką, kuri ilgainiui gali sukelti vėžį. Tačiau balti rykliai, atrodo, sukūrė būdą išvengti tokio genomo nestabilumo.
Tyrėjai išsiaiškino, kad baltojo ryklio genome yra daug genų, atsakingų už genetinio stabilumo palaikymą - tokius dalykus kaip DNR atstatymo genai ir navikus slopinantys genai. Ir kai tyrėjai palygino baltojo ryklio stabilumo genus su analogiškais genais kituose stuburiniuose gyvūnuose, jie nustatė nedidelius genų sekos pokyčius, kurie rodo specifinį šių genų evoliucijos adaptacijos modelį baltuosiuose rykliuose.
„Pagalvokite apie tai kaip suderinti šių genų vaidmenį palaikant baltojo ryklio genomo stabilumą“, - teigė Stanhope'as.
Žmonės spėliojo, kad rykliams vėžys yra daug mažesnis nei kitų gyvūnų, tačiau „nėra daug tikrų duomenų, kad tai užtikrintai pasakyti“, - teigė Kacevas. Nepaisant to, gausus specialiai pritaikytų stabilumo genų buvimas galėtų paaiškinti galimą atsparumą vėžiui.
„Jei norite užkirsti kelią vėžiui, turite išlaikyti savo genomo stabilumą“, - teigė Stanhope, tai reiškia, kad reikia vengti genetinių mutacijų. Susikaupęs perteklinis mutacijų kiekis sukelia vėžį, tačiau ryklio genomas atrodo specialiai sukurtas tam užkirsti kelią. „Vis dėlto tai yra dalykai, kuriuos turėtume išbandyti laboratorijoje, kad tikrai žinotume“, - sakė jis.
Stanhope'as taip pat įspėjo, kad nors balti rykliai gali turėti genetinę adaptaciją, kad užkirstų kelią vėžiui, tai nereiškia, kad vartojantys ryklių produktus gali užkirsti kelią žmogui susirgti vėžiu, nepaisant to, ką teigia „alternatyviosios medicinos“ šalininkai.
Ir kiti jų ypatingi sugebėjimai ...
Genetika taip pat gali paaiškinti dar vieną iš baltojo ryklio supervalstybių: gebėjimą greitai pasveikti. Komanda atrado keletą baltųjų ryklių genų, kurie, kaip žinoma, vaidina svarbų vaidmenį stuburinių žaizdų gijimo procesuose. Panašiai kaip stabilumo genai, baltojo ryklio žaizdas gydantiems genams buvo daromas toks pat teigiamas evoliucijos atrankos slėgis, tai reiškia, kad šių naudingų bruožų skaičius didėja.
„Baltojo ryklio, palyginti su kitais stuburiniais, taip pat aptikome žaizdų gijimo ir genomo stabilumo genų praturtėjimą“, - teigė Stanhope. Kitaip tariant, baltojo ryklio genome yra didesnė šių tipų genų dalis, palyginti su tuo, kas matoma kituose stuburinių genomuose.
Nors komanda atrado daugybę genų, kurie gali būti atsakingi už daugelio didžiųjų baltųjų ryklio sugebėjimus, buvo viena ypatybė, kurios genomas aiškiai neatsižvelgė: ryklio jautrusis sniferis.
Rykliai yra žinomi dėl to, kad jaučia uoslę, todėl tyrėjai tikėjosi rasti daugybę uoslės receptorių (OR) genų, kurie yra genai, atsakingi už efektyvią kitų stuburinių gyvūnų schnozę. Tačiau baltojo ryklio genome buvo išskirtinai nedaug šių genų. Tai, ką tyrėjai rado, buvo dar viena genų kategorija, vadinama vomeronaziniais genais. Šie genai taip pat gali dalyvauti kvapo suvokime, tačiau paprastai jie nėra tokie gausūs kaip OR genai, sakė Stanhope. Tačiau baltojo ryklio genome yra daugiau nei tuzinas vomeronasalinių genų, todėl tyrėjai pasiūlė, kad galbūt šie genai skatina baltojo ryklio kvapo suvokimą.
„Mes vis dar esame tokiame taške, kuriame subraižome paviršių, tačiau turėdami šią genomo seką, mes galime atspirties tašką išsamiau išspręsti šiuos klausimus“, - sakė Kacevas. Šis tyrimas neabejotinai padės atsakyti ir į klausimus apie kitas rūšis, pridūrė jis. "Suprasti baltojo ryklio genomą svarbu ne tik baltajam rykliui, bet tai yra pastoliai arba nukrypimo taškas, norint suprasti susijusias rūšis."
Didieji balti rykliai yra viena labiausiai pasaulyje pripažintų jūrinių būtybių, tačiau jų populiacija kovoja, nes žmonės ir toliau medžioja juos iš baimės ir godumo. „Žmonės turi tokius vaizdus, kurie vaizduojami filmuose ir TV laidose kaip šie žudymo aparatai“, - sakė Kacevas. Vis dėlto realybė yra tokia, kad žmonės žudo daug daugiau ryklių nei rykliai žudo žmones.
"Žmonės kasmet visame pasaulyje užmuša daugybę milijonų ryklių dėl kvailų, suklastotų vaistų; ryklių pelekų sriuba ir visos kitos tragiškos priežastys", - sakė Stanhope. Tyrėjai tikisi, kad jų tyrimas padės daugiau žmonių suvokti, kokie ypatingi yra šie senovės stuburiniai gyvūnai.
„Tikiuosi, kad žmonės supranta nepaprastą biologinę šių gyvūnų adaptaciją ir dėl to labiau juos vertina“, - sakė Stanhope.
