Павел Бородин - Кошки и гены

• Название: Кошки и гены
• Автор: Павел Бородин
• Издательство: Книжный дом “ЛИБРОКОМ”
• Жанр: Биология
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-397-01866-1

В настоящей книге на примере домашней кошки в легкодоступной форме изложены современные представления о структуре и функциях генетического материала, о методах селекции, механизмах эволюции и об одомашнивании животных. Особое внимание уделено наследованию окраски и качества шерсти у кошек, описанию мутантных генов и основных пород кошек. Даются рекомендации по проведению селекционно-племенной работы с породами кошек и организации геногеографических исследований. Издание также содержит данные о расшифровке генома кошки, о родословном древе млекопитающих вообще и кошачьих в частности, о клонировании и получении генетически модифицированных кошек. В заключение приведен список современных книг и ресурсов Интернета по генетике и селекции кошек.

Для любителей животных, студентов и абитуриентов, а также для всех интересующихся биологией.

---

По генотипу она была точной копией кошки по имени Радуга, но вот по фенотипу она отличалась от оригинала: у нее не было рыжих пятен. Авторы статьи о создании Копирки довольно уклончиво объясняли это отличие копии от оригинала: «Характер пигментации у многоцветных животных определяется не только генетическими факторами, но факторами развития, не

контролируемыми генотипом». Это можно понимать как угодно.

Я это понимаю так. В кумулюсной клетке, из которой было взято ядро для создания Копирки была инактивирована X хромосома несущая аллель рыжей окраски, а нормальная X хромосома была активна. Мы с вами уже говорили о том, что состояние X хромосомы стойко передается в ряду соматических клеток. В случае с копиркой поразительно то, что перенос ядра соматической клетки в яйцеклетку не привел к реактивации X хромосомы. Следовательно, процедура клонирования не приводит к полному репрограммированию ядра. Может быть, с этим и связаны проблемы со здоровьем и размножением у клонированных животных. Правда, Копирка на здоровье не жалуется. Ей сейчас уже 7 лет. В 2006 году она произвела естественным путем трех котят.

Компания Genetic Savings & Clone, которая финансировала создание Копирки, попыталась сделать на этом бизнес. К сожалению, клиент не пошел. Компании удалось продать одну клонированную кошку за 50000 долларов, другую за 32000 и на этом дело закончилось. В 2006 г компания закрылась.

Однако клонирование кошек продолжалось в Южной Корее. Там первую кошку клонировали в 2004 году. Корейские исследователи рассматривали ее не как самоцель, а как промежуточный этап в решении другой, гораздо более амбициозной задачи. Их интересовало получение GM (генетически модифицированных) * кошек. Они выделили клетки соединительной, ткани - фибробласты - из кусочка уха белого ангорского кота.' Фибробласты культивировали в питательной среде, в которую был добавлен мобильный генетический элемент. Этот элемент содержал ген синтеза красного флуоресцентного белка. После того, как мобильный элемент проник в ядра фибробластов и встроился в хозяйскую ДНК, эти ядра выделили и перенесли в яйцеклетки, из которых предварительно удалили собственные ядра. Из этих реконструированных яйцеклеток развились два GM котенка, у которых красный флуоресцентный белок синтезируется практически во всех клетках тела. В ультрафиолете эти коты светятся мистическим красным светом. Статья об этих котах была опубликована в 2007 году в журнале Biology of Reproduction (Биология размножения). Интересна последняя фраза в этой статье. «Данная технология будет полезна для направленного создания моделей наследственных болезней человека и «дизайнерских котов».

Мне трудно представить, сколько будут стоить такие дизайнерские коты и кому они понадобятся. При этом меня ничуть не пугают генетически модифицированные кошки. Ведь если подумать, то все кошки в мире генетически модифицированные. В следующих главах я расскажу вам о том, как они были модифицированы эволюцией и селекцией.

Глава 5 ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОШЕК ПУТЕМ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА, ИЛИ СОХРАНЕНИЕ ИЗБРАННЫХ В БОРЬБЕ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ

С годами у нас пробуждается интерес к нашей родословной. Мы начинаем выспрашивать родственников, кто были наши предки. Тут-то и выясняется, что наши родословные имеют довольно прерывистый вид. Мы знаем, кто были наши родители, дедушки и бабушки, иногда можно догадаться, что прадедушки с прабабушками у нас тоже были, а за ними уж следует большой пробел, и мы сразу упираемся в нашего далекого, но вполне достоверного предка — обезьяну.

Правда, в последнее время все большее число представителей творческой интеллигенции начинает от этого родственника открещиваться. Возникает довольно удивительный парадокс: мало кто знает, что сделал Дарвин, но все убеждены, что Дарвин был неправ. Я считаю это результатом нашей неумеренной и неумной пропаганды дарвинизма. У читающей публики, наученной горьким опытом нашей пропаганды, сложилось устойчивое убеждение:если Дарвина так усиленно пропагандируют, то тут что-то нечисто. Значит, Дарвин был неправ. К этому еще примешивается давнее и вполне естественное нежелание числить обезьяну в своих родственниках. Вспомните чеховское «Письмо ученому соседу».

Но если не от обезьяны, то от кого? Тут нет определенности. Когда я спрашиваю об этом у наших доморощенных антидарвинистов, я слышу в ответ рассуждения о Шамбале, о пришельцах, о биополях и прочие великосветские туманности. Хорошо, я готов стерпеть пришельцев, но докажите мне это! Объясните мне, почему тогда у нас с обезьяной почти все гены одинаковые? Нет ответа. Если уж держаться’ за идею о нашем небесном происхождении и при этом оставаться на твердой почве научных фактов, то мы должны признать, что сами обезьяны, наши предки и предки ныне живущих обезьян происходят от столь дорогих нашему сердцу пришельцев. Но даже и это допущение не решает проблемы. Ибо не только с обезьяной обнаруживается наше генетическое сходство и, следовательно, достоверное родство, но и с кошкой. С кошкой? С моим котом Васькой? Да, да, вы не ослышались, именно с ним.

На заре молекулярной биологии был очень популярен довольно простой метод определения генетического сходства на уровне ДНК. Если денатурировать ДНК, вызвать разделение двойных спиралей на одиночные нити (это достигается повышением температуры раствора, в котором находится выделенная из клеток ДНК), а потом создать условия для ренатурации (снизить температуру раствора), то гомологичные последовательности вновь находят друг друга и восстанавливают двунитевые структуры, Можно смешать однонитевые фрагменты ДНК, выделенные из разных видов, В таком случае, если ДНК этих видов гомологичны, они образуют межвидовые гибридные молекулы. С помощью этого метода было показано, что с шимпанзе мы делим более 95% генов, а с кошкой около 75%.

Сейчас стало ясно, что сравнение сходства геномов на основе кинетики денатурции-ренатурации образцов ДНК разных видов, весьма ненадежно и, как правило, ведет к завышенной оценке генетических различий. Как я писал выше, геномы млекопитающих содержат множество некодирующих последовательностей. Количество и состав этих последовательностей не контролируется естественным отбором и поэтому может сильно варьировать как внутри видов, так и между видами. Различия между видами по этим последовательностям незначительно влияют на фенотипы их носителей, но значительно снижают эффективность ренатурации образцов ДНК. Сейчас, когда расшифрованы геномы человека, шимпанзе, кошки и множества других видов, мы можем проводить сравнения гораздо более точно. Мы сравниваем теперь не геномы вообще, а ген за геном, нуклеотид за нуклеотидом в каждом гене. Когда мы это делаем, мы обнаруживаем гораздо более значительное сходство между генами человека и шимпанзе (более 99%) и человека и кошки (около 85%).

Когда я говорю сходстве, я имею в виду не только гомологию отдельных генов, но и их положение в геноме. Понятно, что эта общая часть унаследована без изменений от общего предка приматов и кошачьих. Того самого, что гулял по Земле около 100 миллионов лет назад и был вашим и вашего Васьки пра-пра-пра- ...прадедушкой.

Первое, что поражает, когда рассматриваешь карту хромосом кошки, это ее удивительное сходство с человеческой картой. Рассмотрим, например, 11-ю хромосому человека и D1 -хромосому кошки. Не только по набору генов, нр и по их взаимному расположению эти хромосомы чрезвычайно сходны. У коровы и мыши те же гены разбросаны по трем-четырем различным хромосомам и порядок их совершенно другой. В целом же генетическая карта мыши отличается по расположению генов от карты человека в 3—4 раза больше, чем кошачья.

Это наше сходство, хотя и поражает воображение, вполне естественно. Но не всегда наличие гомологичных фрагментов ДНК может быть объяснено родством.

Есть целый ряд вирусов, способных как к автономному существованию в клетках хозяев, так и к встраиванию в хозяйский геном. В таком интегрированном состоянии они могут воспроизводиться в составе хромосом хозяина бесчисленное количество поколений. Если встраивание произошло не в соматические, а в половые клетки, то такой вирус будет унаследован потомками, которые передадут его дальше в череде поколений.

Все ближайшие родственники домашней кошки, принадлежащие к роду Felis, содержат в своих геномах встроенные копии вируса RQ-114. Остальные кошачьи лишены этого фрагмента ДНК, хотя общая оценка гомологии их ДНК с ДНК домашней кошки около 98 %. Это позволяет нам сделать вывод что встраивание этого вируса в геном домашней кошки произошло относительно недавно, после отделения рода Felis от основного древа кошачьих.

Прекрасно, но почти точно такую же последовательность мы обнаруживаем в геноме бабуинов и других обезьян Старого Света, а также у человека. Значит, кошки получили эту последовательность не от своих кошачьих предков, а от обезьян!