Międzynarodowy zespół naukowców zidentyfikował mechanizmy genetyczne ewolucji przeżuwaczy od jelenia do bydła poprzez identyfikację rearanżacji w hotspotach chromosomowych. Artykuł na ten temat został opublikowany w czasopiśmie Genome Research, należącym do pierwszego kwartylu.
Metoda umożliwiła ustalenie, jak zachodziła rearanżacja chromosomów u przeżuwaczy - innymi słowy, jak zmieniały się geny w gorących punktach (tak nazywają się regiony chromosomów, które ulegają transformacji podczas ewolucji, w przeciwieństwie do zimnych plam, które utrzymują nienaruszone bloki genów). Okazało się, że zmiany te wpływają na regulację całych grup fizjologicznie ważnych genów, w szczególności odpowiedzialnych za trawienie, co jest charakterystyczne dla całego podrzędu przeżuwaczy należących do rzędu parzystokopytnych i odróżnia je od innych zwierząt.
„Przeżuwacze mają złożony układ pokarmowy, który stał się takim w procesie ewolucji. Wiadomo, że przodkowie wszystkich ssaków są owadożercami, mającymi wiele wspólnego z drapieżnikami. Praktycznie nie żują jedzenia, bardzo szybko trawią, więc muszą często jeść. U przeżuwaczy proces trawienia jest znacznie dłuższy, żołądek składa się z czterech sekcji, a trawienie przebiega w czterech etapach. Chociaż prawdopodobnie przeżuwacze kiedyś zjadały „to, co biegnie”. A dziś jeleń żyje w Azji Południowo-Wschodniej - najmniejszy i najstarszy przeżuwacz na świecie - zjada kraby i myszy. W niedawno opublikowanych wiadomościach piżmowcowate uznano za drapieżniki, ale mimo obecności kłów żywi się wyłącznie pokarmami roślinnymi, w szczególności liśćmi i mchem”- mówi współautor artykułu. Kierownik kierownictwa naukowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk, doktor nauk biologicznych Aleksander Siergiejewicz Grafodatsky. Pod jego kierownictwem niemal 40 lat temu zaczęto badać genomy parzystokopytnych w Nowosybirskim Academgorodok.
Obecnie metoda malowania chromosomów (ZooFISH) jest wykorzystywana do badania genomów w IMKB SB RAS. Nazwę tę zawdzięcza temu, że chromosomy są barwione fluorochromami - barwnikami, które mogą świecić w promieniowaniu ultrafioletowym lub niebieskim. Odbywa się to w celu porównania regionów chromosomów różnych gatunków i określenia, które z nich pozostały niezmienione w procesie ewolucji, a które przeszły rearanżację. Metoda ta w połączeniu z danymi sekwencyjnymi i bioinformatycznymi uzyskanymi za granicą pozwoliła z dużą dokładnością określić rearanżacje chromosomów najważniejszych dla ewolucji przedstawicieli waleni, w tym przeżuwaczy. Zbadano chromosomy alpaki, wieloryba szarego, jelenia jawanowego, piżmowca syberyjskiego, żyrafy, daniela, sarny syberyjskiej, antylopy czarnej, wołu piżmowego i krowy.
„Otrzymaliśmy niezwykle interesujące wyniki, wiele z nich wciąż czeka na potwierdzenie, w szczególności są powody, by sądzić, że te same przegrupowania chromosomów, które są odpowiedzialne za zmiany w sposobie trawienia, są również związane z charakterystyką porodu” - zauważa Alexander Grafodatsky.