Международная группа ученых, в состав которой входит биоинформатик из России, сотрудник лаборатории геномной инженерии МФТИ Василий Раменский, систематизировала шесть видов африканских зеленых мартышек на основе их генетических данных, рассмотрела гены, ответственные за адаптацию и сосуществование с вирусом иммунодефицита, и создала атлас экспрессии генов в одном из видов. Результаты опубликованы в двух статьях престижного журнала Nature Genetics — 1, 2.
С появлением технологий секвенирования и сравнения геномов началась новая эра в систематике животных: стало возможным более точно определять родственные связи, которые могут не отражаться в морфологических признаках. Сравнение генетической информации помогает точно определить границы вида, внутри которого особи имеют минимальное генетическое разнообразие. Кроме таксономии, геномный анализ позволяет сделать выводы о географии расселения, эволюции вида, выявить характерные для видов генетические заболевания и многое другое.
Исследователи определили систематику рода зеленых мартышек, выделив шесть видов, населяющих всю территорию Африки, один вид на острове Барбадос и один вид на островах Сент-Китс и Невис в Карибском море.
Зеленые мартышки являются видом нечеловекообразных обезьян, наиболее генетически близких к человеку и активно использующихся в биомедицинских исследованиях для поведенческих экспериментов, исследования резистентности к вирусам и создания вакцин. Известно, что зеленые мартышки являются природным резервуаром вируса иммунодефицита обезьян (simian immunodeficiency virus, SIV), сходного с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). При этом они могут сосуществовать с вирусом без развития иммунодефицита. SIV пребывает в их организме незаметно, не причиняя никакого вреда. В одной из опубликованных работ ученые изучали группу генов, ответственных за регуляцию деятельности SIV.
По генетическим данным исследователи определили, что вирус иммунодефицита вступил в контакт с предком всех ныне существующих видов зеленых мартышек около миллиона лет назад. С течением времени подвиды мартышек по-своему эволюционировали, и у каждого из них сложилась своя история взаимодействия и выработки механизма сосуществования с вирусом. Изучение биологических механизмов взаимодействия вируса иммунодефицита у зеленых мартышек дает нам фору в сотни тысяч лет на то, чтобы «научить» человека сосуществовать с ВИЧ без вреда для здоровья.
Набор генов каждой клетки нашего организма идентичен, однако в зависимости от ткани и возраста организма, которому эта клетка принадлежит, набор «активных» (экспрессирующихся, то есть ответственных за выработку белков) генов в ней будет различным. Василий Раменский с коллегами создали атлас экспрессии генов в разных тканях и участках мозга 60 зеленых мартышек различных возрастов вида Chlorocebus aethiops sabaeus из исследовательского питомника Vervet Research Colony. Исследования на нечеловекообразных приматах, как правило, обеспечивают более высокую однородность и достоверность по сравнению с исследованиями на человеке за счет нескольких факторов: 1) однородности и контролируемости условий проживания, питания и окружающей среды в целом; 2) стандартизованной и быстрой подготовки тканей; 3) близкого генетического фона ввиду того, что животные в питомнике являются потомками небольшой группы одного вида. Данные находятся в открытом доступе.
Василий Раменский, сотрудник лаборатории геномной инженерии МФТИ, кандидат ф.-м. н. по специальности«Молекулярная биология»: «Благодаря возможности секвенирования геномов, мы имеем данные о наборе генов человека и многих близкородственных организмов, и все же пока очень много не знаем о функциях генов в организме. Атлас экспрессии генов зеленых мартышек, представляющий семь тканей и шесть стадий развития организма, дает статистическим генетикам инструмент для понимания роли генов в жизни организма».
Данные об экспрессии генов в различных тканях на каждом этапе развития организма помогут определить функции генов, понять закономерности развития и функционирования организма. Например, исследователями было показано, что экспрессия генов, ответственных за развитие и изменения в двух частях головного мозга (области Бродмана 45 и хвостатом ядре) имеют прямую корреляцию с возрастом особей зеленых мартышек и причастны к развитию возрастных заболеваний.
