Генетики из Техаса и Чикаго исследовали последствия дупликации на примере гена Scn4a у слонорылов и гимнотообразных. Работа авторов опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution, кратко с ней можно ознакомиться на сайте Phys.org.
Генетики выяснили, что хромосомные мутации первоначального гена Scn4a привели к появлению двух его паралогов Scn4aa и Scn4ab, которые эволюционировали независимо и оказали разное влияние на ткани рыб. Паралог Scn4aa отвечает за функционирование электрических органов, представляющих собой видоизмененную мышечную ткань. Ген Scn4ab отвечает за работу обычных мышечных тканей.
В своем исследовании ученые разработали специальную схему анализа для измерения стехиометрии генов Scn4aa и Scn4ab, которую использовали для изучения относительной экспрессии паралогов в историческом развитии рыб.
Слонорылы живут в реке Нил и в водоемах тропической Африки. Обычно это небольшие рыбки размером порядка дециметра, но некоторые виды достигают полутора метров. Животные для поисков пищи, обнаружения хищников и ориентирования в пространстве используют электрическое поле, которое создают при помощи специальных мышц.
Гимнотообразные живут в пресных водоемах Южной Америки и являются дальними родственниками сомообразных. В отряд гимнотообразных входит, например, электрический угорь.
Паралог — ген, возникший в результате удвоения исходного при хромосомной мутации, также называют «первоначальный ген». Гены функционируют независимо друг от друга и в процессе эволюции из-за отсутствия естественного отбора могут развить в себе особенности, не свойственные им изначально.
Работа ученых демонстрирует важное эволюционное значение хромосомных мутаций, которые приводят к появлению генов с качественно новыми свойствами.