Учёные ИТМО создали программу для поиска родственных связей между животными

Международная группа учёных, в которую вошли представители Университета ИТМО, создала программу, которая позволит быстро и эффективно находить похожие участки в геномах разных животных.

В пресс-службе петербургского вуза пояснили, что это необходимо для понимания насколько два вида животных близки друг к другу и насколько далеко они отошли в ходе эволюции от общего предка.

На планете Земля обитают миллионы биологических видов. Анатомия, размер, окрас, образ жизни животных определяются их генами. При этом, как посчитали учёные, вариативность самих генов заметно меньше ― более 20 тыс. Получается, что два вида отличаются друг от друга не только набором генов, но и тем, как они расположены относительно друг друга.

Инженер-исследователь ИТМО Ксения Крашенинникова, в качестве примера взяла гориллу и шимпанзе. Эти два вида имеют одинаковый набор генов, но элементы их регуляции и перестройки генома создают разный порядок, что приводит к отличиям между этими приматами.

Таким образом, чтобы понять, насколько два вида близки друг к другу, учёным следует выяснить, какие именно у них гены и как они располагаются в хромосоме. Последовательности генов называются синтенными блоками. Их обнаружение является очень важной задачей для генетиков, так как благодаря этому можно лучше понимать механизм эволюции различных видов животных.

Однако искать такие общие участки вручную невозможно из-за огромного объёма данных. Геномы млекопитающих состоят из миллионов и миллиардов пар оснований, поэтому освоить такой объём без технологии обработки, по сути, невозможно.

Поэтому учёные создают свои программы. Именно это сделала группа исследователей, в которую вошли сотрудники Научно-образовательного центра геномного разнообразия ИТМО. Разработка под названием halSynteny справляется с поиском синтенных блоков быстрее и лучше. При этом программа принимает данные сразу в двух стандартных и хорошо документированных форматах.

Предложенный метод и программу опробовали при сравнении геномов кошки и собаки. Выяснилось, что крупные фрагменты хромосом кошки и какие-то фрагменты хромосом собаки объединяются в синтенные блоки, то есть произошли они от одних и тех же хромосом общего предка.

— Предыдущие исследования в области «мокрой» биологии показали, что кошки по сравнению с общим предком хищных имеют менее перестроенный геном, нежели собаки. Результаты, полученные в нашем исследовании, подтверждают и уточняют эти выводы. То есть мы видим, что в конкретном месте геном кошки и видов, взятых для сравнения, похож, а у собак перестроен, ― пояснил первый автор работы, опубликованной в Giga Science.

Ранее учёные СПбГУ создали самую подробную 3D-модель мозга и сосудов головы динозавра.