Дослідники розробили метод генетичної модифікації, який дозволяє керувати контрольованим злиттям хромосом. За допомогою нового методу створені модифіковані домашні миші з 19 парами хромосом (на одну пару менше, ніж у нормальних мишей).
Дослідники з Інституту зоології Китайської академії наук оголосили про перше контрольоване злиття хромосом у ссавців. Дослідження допоможе зрозуміти, як перебудова хромосом впливає на еволюцію.
На невеликих проміжках часу хромосомний набір в одного виду залишається стабільним, проте в масштабах еволюції він постійно змінюється, пояснюють вчені. Наприклад, протягом мільйона років у гризунів відбувається від 3,2 до 3,5 перебудов хромосомного набору, а у приматів — 1,6. Ця маленька цифра визначає, наприклад, різницю між горилами і людьми.
У своїй роботі вчені використовували стовбурові клітини з незапліднених ембріонів мишей. Складність генетичної модифікації пов’язана з тим, що деякі гени активуються тільки, якщо вони надходять від одного з батьків (матері або батька). Цей процес називається геномним імпринтингом. При цьому незапліднені ембріони містять тільки ДНК матері, тому не всі зміни будуть активні у модифікованих тварин.
Щоб обійти це обмеження, вчені заблокували три області, що відповідають за геномний імпринтинг. Після цього вони модифікували ДНК декількох ембріонів: у першої групи об’єднали дві хромосоми середнього розміру (з’єднавши верх 4-ї хромосоми з низом 5-ї), у другої і третьої — дві найбільші хромосоми (1 і 2) в різних конфігураціях.
Генетично модифікована миша, у якої об’єднані 4-А і 5-а хромосоми. Зображення: WANG Qiang
Дослідження показало, що злиття 2-ї хромосоми з вершиною першої призвело до недоношеного потомства, в той час, як протилежне об’єднання сформувало більших, тривожних і повільних особин. При цьому тільки миші зі злитими 4 і 5 хромосомами могли виробляти потомство з дикими гризунами, але з набагато меншою швидкістю, ніж стандартні лабораторні миші.
Автори роботи відзначають, що результати дослідження показують, як злиття хромосом обмежує схрещування з іншими особинами, що з часом призводить до репродуктивної ізоляції і формування окремого виду.