Ученые из США обнаружили, что два вида почвенных червей — Caenorhabditis elegans и Caenorhabditis briggsae — сохранили удивительно схожие паттерны активности генов, несмотря на то, что разошлись в эволюции около 20 млн лет назад. Во многих клетках гены этих организмов включаются и выключаются почти синхронно, как будто по общему расписанию. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Исследование провели с помощью секвенирования РНК отдельных клеток — метода, который позволяет точно определить, какие гены активны в каждой конкретной клетке на разных этапах эмбрионального развития. Ученые наблюдали за развитием эмбрионов от первых 28 клеток до почти полностью сформировавшихся организмов — на это у червей уходит около 12 часов.
Хотя эти два вида давно пошли разными эволюционными путями, их тела поразительно похожи — и по форме, и по набору клеток. Это делает их идеальной моделью для изучения того, какие части генной программы сохраняются, а какие изменяются со временем. Оказалось, что в большинстве клеток, особенно тех, что отвечают за базовые функции, такие как работа мышц или кишечника, активность генов почти не отличается.
Больше различий ученые нашли в специализированных клетках, особенно в тех, что отвечают за восприятие и реакцию на внешнюю среду. Так, в нейронах паттерны экспрессии генов расходились сильнее. Возможно, такие изменения помогали червям адаптироваться к новым условиям, хотя пока это лишь предположение.
По мнению авторов, эти различия могут быть как результатом естественного отбора, так и следствием случайных мутаций, так называемого генетического дрейфа. Но главное открытие в том, что несмотря на миллионы лет раздельной эволюции, генная «инструкция» клеточного развития оказалась поразительно стабильной.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как черви нарушили закон эволюции при выходе на сушу.