Один ген «изобрел» гемоглобин несколько раз

Ученые из Национального центра научных исследований (СNRS), Парижского университета (Université de Paris) и Сорбоннского университета (Sorbonne Université) совместно с коллегами из Санкт-Петербургского университета и Университета Рио-де-Жанейро (the University of Rio de Janeiro) изучили морского червя Platynereis dumerilii, гены которого эволюционировали очень медленно. В ходе этой работы исследователи пришли к выводу, что гемоглобин, несмотря на то что он появился у разных видов животных, происходит от одного предкового гена.

Красный цвет крови обусловлен гемоглобином, сложным белком, специализирующимся на транспорте кислорода, находящегося в кровеносной системе позвоночных, а также кольчатых червей (яркий представитель семейства дождевой червь), моллюсков (особенно прудовые улитки) и ракообразных (дафнии или «водяные блохи»). Еще недавно ученые предполагали, что гемоглобин был «изобретен» несколько раз в ходе эволюции, именно поэтому он появился у столь разнообразных видов. Но последние работы показали, что все эти гемоглобины, рожденные «независимо», на самом деле происходят от одного предкового гена.

Ученые провели исследование на Platynereis dumerilii, маленьком морском черве с красной кровью. Считается, что он эволюционировал медленно, потому что его генетические характеристики близки к показателям Urbilateria, морского предка большинства животных. Чтобы проследить происхождение гемоглобинов, ученые сравнили этих червей с другими видами с красной кровью.

Исследование было сосредоточено на глобинах - большом семействе, к которому принадлежат гемоглобины. Глобины – это белки, присутствующие почти во всех живых существах, которые содержат кислород и оксид азота. Они обычно действуют внутри клеток, так как в отличие от гемоглобина не циркулируют в крови.

Эта работа показывает, что у всех видов с красной кровью глобин производит один и тот же ген «цитоглобин». Именно он эволюционировал, чтобы стать геном, кодирующим гемоглобин. Эта новая циркулирующая молекула сделала транспорт кислорода более эффективным.

В настоящее время ученые хотят продолжить работу, чтобы изучить, когда и как появились различные специализированные клетки сосудистых систем билатериан. Ведь Urbilateria − последний общий предок билатериан, то есть животных с двусторонней симметрией (слева направо) и сложным строением органов (кроме губки и медузы с более простой организацией).

Источник перевода: sciencedaily.com

Автор: Марианна Королева