Ученые нашли у африканских рыб «гены анабиоза»

Ученые обнаружили у рыб Nothobranchius furzeri, которые обитают в Зимбабве и Мозамбике, гены, которые помогают им переживать засуху. Чтобы пережить такой засушливый сезон, эмбрионы рыб входят в состояние анабиоза или «диапаузы» примерно на восемь месяцев, сообщает Science Daily.

По словам ученых, хотя рыбы развили эту способность всего 18 миллионов лет назад, они сделали это путем кооптации генов, которые возникли примерно 473 миллиона лет назад. Исследователи также провели сравнительный анализ, который показал, что аналогичные специализированные модели экспрессии генов используются и другими животными, которые используют диапаузу, например, мышами.

«Вся программа похожа на день и ночь — есть жизнь в нормальном состоянии и жизнь в состоянии диапаузы, и то, как это произошло, произошло путем перетасовки или переподключения регуляторной области целого набора генов», — заявила ведущий автор исследования, молекулярный биолог Энн Брюне из Стэнфордского университета.

Рыбы этого вида взрослеют гораздо быстрее, чем другие позвоночные, но и живут всего шесть месяцев, даже в неволе. Рыбы быстро размножаются, поскольку их водная среда обитания исчезает. Но эмбрионы остаются в сухой грязи и оживают в следующий сезон дождей. Эмбриональная диапауза также встречается у других видов позвоночных, включая рыб, рептилий и некоторых млекопитающих. Но подобный период у этого вида – экстремальный, поскольку длится чрезвычайно долго (от восьми месяцев до двух лет в лаборатории). Кроме того, эмбрионы этих рыб впадают в состояние анабиоза на более поздних стадиях развития, чем другие.

«Они находятся примерно в середине развития, и многие органы уже сформированы на этой стадии — у них есть развивающийся мозг и сердце, которое перестает биться в диапаузе, а затем начинает снова. Это единственный известный нам вид позвоночных, который может подвергаться диапаузе на столь позднем этапе развития», — заявил первый автор Парам Прия Сингх из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Чтобы понять, как рыбы впадают в анабиоз, ученые сначала изучили экспрессию генов в их организме на разных стадиях развития. Они сосредоточились на дублированных копиях генов, называемых «паралогами», поскольку дупликация генов является одним из основных механизмов, с помощью которых возникают и специализируются новые гены.

В общей сложности, ученым удалось идентифицировать 6247 пар паралогов, которые демонстрировали специализированные паттерны экспрессии генов во время диапаузы. При этом, большинство из этих генов были очень древними, они возникли более 473 миллионов лет назад.

Ранее ученые выяснили, что самцы одной из самых маленьких рыб в мире – 12-миллиметровой Danionella cerebrum – способны издавать звуки, громкость которых превышает 140 децибел.