Синелобый амазон (Amazona aestiva)
Charles Sharp / Wikimedia Commons
Долгожительство попугаев
связано с мутациями или удвоением генов,
связанных с репарацией ДНК, защитой от
окислительного стресса и удлинением
теломер, сообщается
в Current Biology. А на их
когнитивные способности и развитие
мозга, вероятно, повлиял ряд ферментов,
связанных с формированием структуры
нейронов. Генетики это выяснили,
отсеквенировав геном синелобого амазона и сравнив его с геномами 30 видов птиц.
У
птиц из семейства попугаевых (Psittacidae)
есть ряд черт, которые делают их заманчивым
объектом изучения. У них, по отношению
к размерам тела, большой мозг; развитые
когнитивные способности и умение
пользоваться орудиями; сложная социальная
организация и совместное решение
проблем. Кроме того, среди птиц таких
же размеров они являются долгожителями.
Однако до сих пор исследователи не
пытались изучить генетические основы
этих признаков — генетики собирали геномы
нескольких видов попугаев, но практически
все они были плохого качества, с низким
покрытием.
Бразильские
и американские исследователи под
руководством Клаудио Мелло (Claudio
Mello)
из Орегонского университета здоровья
и науки отсеквенировали геном синелобого
амазона (Amazona
aestiva).
Эти птицы даже по меркам попугаев живут
долго — в неволе доживали
до 66 лет. Ученые собрали геном со
120-кратным покрытием и сравнили его с
последовательностями геномов 30 других
видов птиц, в том числе четырех видов
попугаев. Чтобы понять, чем обусловлено
долгожительство попугаев, исследователи
проанализировали геномы 23 видов птиц.
Ученые разделили их на две группы — с
обычной и с высокой продолжительностью
жизни, которая была как минимум на 20
процентов выше.
Выяснилось,
что 344 гена эволюционировали у птиц из
обоих групп по-разному. 20 из них влияли
на продолжительность жизни у других
видов. Среди оставшихся больше всего
изменений в процессе эволюции произошло
в нескольких генах.
Среди них TERT,
который
кодирует фермент, удлиняющий
теломеры
— последовательности на концах хромосом,
которые обеспечивают копирование ДНК (укорачивание
теломер с возрастом считается одним из
факторов старения организма). Гены POLK
и
ERCC3
связаны
с репарацией ДНК, гены SOD1
и SOD3
кодируют ферменты, связанные с защитой
организма от окислительного стресса.
Кроме того, ученые
обнаружили в геноме синелобого амазона ряд генов, которые у других птиц были связаны с работой мозга и когнитивными
способностями. В том числе это ген
PLXNC1,
связанный
с регуляцией роста аксонов и гены CEP83,
SLC9A5,
RSPH3,
и LRRC37A
вовлеченные
в формирование структуры нейронов. Также обнаружились изменения в некодирующих участках генома, которые регулируют экспрессию генов, вероятно, связанных с нормальной работой мозга. Так, мутации в гене AUTS2 у людей ассоциируются с аутизмом и задержками в развитии речевых навыков, мутации в генах ERBB4 и ESRRG ассоциируются с риском развития шизофрении. По
мнению авторов исследования эти
результаты говорят о том, что у людей и
попугаев происходила конвергентная
эволюция участков генома, регулирующих
работу ключевых генов, связанных с
когнитивными функциями и работой мозга.
Недавно
исследователи еще раз убедились
в хороших когнитивных способностях
попугаев. Выяснилось, что они могут
принимать экономически выгодные решения
— отказываться от немедленного
вознаграждения, если отказ позднее
приведет к еще большей награде.
Екатерина Русакова