Porównując schematy genetyczne szeregu zwierząt, naukowcy zdobywają nowy wgląd w nasz własny gatunek i wszystko, co dzielimy z innymi stworzeniami.

Jednym z najbardziej uderzających odkryć jest to, że pewne fragmenty instrukcji dotyczących życia przetrwały w czasie ewolucji, reprezentując linię łączącą wszystkie ssaki — w tym nas.

Odkrycia pochodzą z projektu Zoonomia, międzynarodowego projektu, który dostarcza wskazówek na temat ludzkich cech i chorób, zdolności zwierząt, takich jak hibernacja, a nawet genetyki psa zaprzęgowego o imieniu Balto, który pomagał ratować życie sto lat temu.

Naukowcy podzielili się niektórymi ze swoich odkryć w 11 artykułach opublikowanych w czwartek w czasopiśmie Science.

David O’Connor, który bada genetykę naczelnych na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, powiedział, że badania dotyczą głębokich pytań.

„To po prostu cud biologii, jak jesteśmy tak podobni i niepodobni do wszystkich otaczających nas rzeczy” – powiedział O’Connor, który nie był zaangażowany w badania. „To coś, co przypomina mi, dlaczego fajnie jest być biologiem”.

Zespół Zoonomia, kierowany przez Elinor Karlsson i Kerstin Lindblad-Toh z Broad Institute of MIT i Harvard, przyjrzał się 240 gatunkom ssaków, od nietoperzy po żubry. Zsekwencjonowali i porównali swoje genomy – instrukcje potrzebne organizmom do rozwoju i wzrostu.

Odkryli, że niektóre regiony tych genomów pozostały takie same u wszystkich gatunków ssaków przez miliony lat ewolucji.

Jedno z badań wykazało, że co najmniej 10% ludzkiego genomu pozostaje w dużej mierze niezmienione u różnych gatunków. Wiele z tych regionów występuje poza 1% genów, które dają początek białkom kontrolującym aktywność komórek, co jest głównym celem DNA.

Naukowcy wysunęli teorię, że długo zachowane regiony prawdopodobnie służą celowi i prawdopodobnie są tak zwanymi „elementami regulacyjnymi” zawierającymi instrukcje dotyczące tego, gdzie, kiedy i ile białka jest produkowane. Naukowcy zidentyfikowali ponad 3 miliony z nich w ludzkim genomie, z czego około połowa była wcześniej nieznana.

Naukowcy skupili się również na zmianach w królestwie zwierząt. Karlsson powiedział, że kiedy dopasowywali sekwencje genetyczne gatunków i porównywali je z ich przodkami, odkryli, że niektóre gatunki doświadczyły wielu zmian w stosunkowo krótkich okresach czasu. To pokazało, jak dostosowują się do swoich środowisk.

„Jedną z naprawdę fajnych rzeczy na temat ssaków jest to, że w tym momencie zasadniczo przystosowały się do przetrwania w prawie każdym ekosystemie na Ziemi” – powiedział Karlsson.

Jedna grupa naukowców szukała genów, których ludzie nie mają, ale mają je inne ssaki.

Zamiast skupiać się na nowych genach, które mogą tworzyć unikalne cechy ludzkie, „postawiliśmy to na głowie” – powiedział Steven Reilly, genetyk z Yale University.

„Utrata fragmentów DNA może faktycznie generować nowe cechy” – powiedział Reilly.

Na przykład, powiedział, niewielka delecja DNA między szympansami a ludźmi spowodowała kaskadę zmian w ekspresji genów, które mogą być jedną z przyczyn przedłużonego rozwoju mózgu u ludzi.

Inne badanie skupiało się na sprawności jednego dobrze znanego zwierzęcia: Balto.

Naukowcy zsekwencjonowali genom psa zaprzęgowego, który prowadził zespół psów niosących ratującą życie surowicę przeciw błonicy do Nome na Alasce w 1925 roku. Jego historia została przerobiona na animowany film fabularny z 1995 roku, a pomnik szczeniaka stoi w nowojorskim Central Parku .

Porównując geny Balto z genami innych psów, naukowcy odkryli, że był bardziej zróżnicowany genetycznie niż współczesne rasy i mógł być nosicielem wariantów genetycznych, które pomogły mu przetrwać w trudnych warunkach. Jedna z autorek, badaczka Katherine Moon z University of California w Santa Cruz, powiedziała, że ​​Balto „daje nam ten przewodnik po genomice porównawczej”, pokazujący, w jaki sposób genetyka może kształtować jednostki.

O’Connor powiedział, że spodziewa się, że Zoonomia przyniesie jeszcze więcej informacji w przyszłości.

„Posiadanie tych narzędzi i odwaga do zadawania tych wielkich pytań” pomaga naukowcom i innym „dowiadywać się więcej o życiu wokół nas” – powiedział.