Ученые прочитали полный геном домашнего яка Bos grunniens и нашли в нем гены, изменения в которых позволили животному приспособиться к обитанию в высочайших горах мира. Оказалось, что изменения в одном из них оказались общими для яков и их высокогорных хозяев. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое содержание приводит Science Now.
ДНК для исследования была получена от одной самки животного и прочитана с помощью технологии пиросеквенирования. Она подразумевает определение последовательностей небольших фрагментов ДНК, а затем сбор полного генома из "мозаики" разрозненных фрагментов.
Получившийся геном яка ученые сравнивали с уже известными геномами человека, собаки и, прежде всего, коровы (корова считается одомашненной формой дикого быка Bos taurus). Сравнивая изменения, которые претерпели гены у разных видов, ученые выделили те из них, мутации в которых были не случайны, а имели приспособительное значение.
Такие гены можно разделить на две группы. В первую входят три гена, отвечающие за дыхание в высотных условиях. Они кодируют регуляторные белки, которые стимулируют рост кровеносных сосудов, реакцию на гипоксию и повышение уровня метаболизма. Интересно, что один из этих генов, Adam17, отличается не только у высокогорных яков и долинных коров, но и у обитателей Гималаев и остальных людей.
Во вторую группу входят пять генов, которые позволяют якам добывать больше энергии из скудной горной растительности. Они участвуют в разных стадиях метаболизма: гликолиза, синтеза аминокислот, жирных кислот и так далее. Ген Camk2b помогает получать больше питательных веществ из рубца, в котором у жвачных обитают симбиотические микроорганизмы.
Яки и дикие быки разошлись в своих эволюционных путях около 4,5 миллионов лет назад, примерно в то же время, как разделились ветви человека и шимпанзе. Одомашнивание яков состоялось в первом тысячелетии до нашей эры. В отличие от коров, дикие яки (дронги) до сих пор обитают в Гималаях, хотя их популяция стремительно сокращается. Последний представитель дикого тура, основного предка современных коров, погиб в 1627 году.