Биологи обнаружили у жирафа уникальный ген, защищающий от гипертонии
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Жираф — животное, обладающее уникальными биологическими особенностями, многие из которых связаны с эволюционной адаптацией к необычному росту. Например, кровяное давление жирафа в два раза выше, чем у человека и большинства других млекопитающих. Это связано с необходимостью обеспечить стабильное кровоснабжение высоко расположенной головы. Он также очень быстро растет, но кости у него при этом формируются очень плотные и прочные.
Исследователи из Северо-Западного политехнического университета в Китае и Копенгагенского университета проанализировали геном жирафа на хромосомном уровне, чтобы понять, как жирафу удается избежать побочных эффектов высокого кровяного давления, таких как серьезные повреждения сердечно-сосудистой системы или инсульты.
Авторы выяснили, что ген FGFRL1 в геноме жирафа претерпел множество изменений по сравнению со всеми другими животными.
Используя сложные методы редактирования генов, они ввели этот измененный ген лабораторным мышам. Наблюдения показали, что мыши с геном жирафа, по сравнению с нормальными мышами, меньше страдали сердечно-сосудистыми и внутренними повреждениями при приеме препарата, повышающего кровяное давление, а их кости становились более компактными и плотными.
"Оба эти изменения напрямую связаны с уникальными физиологическими особенностями жирафа: он справляется с высоким кровяным давлением и поддерживает компактные и крепкие кости, несмотря на то, что они, чтобы сформировать удлиненные шею и ноги, растут быстрее, чем у любого другого млекопитающего", — приводятся в пресс-релизе Копенгагенского университета слова одного из авторов исследования биолога Расмуса Хеллера (Rasmus Heller).
Еще одна физиологическая особенность жирафа заключается в том, что он проводит во сне гораздо меньше времени, чем большинство других млекопитающих. Считается, что это обеспечивает ему дополнительную безопасность при приближении хищников, так как вставание с земли у жирафов — длительная и неудобная процедура.
Авторы исследования обнаружили, что ключевые гены, регулирующие циркадный ритм и сон, у жирафа подвергались сильному отбору, что, возможно, и позволяет ему иметь более прерывистый цикл сна и бодрствования.
А обоняние у жирафов, наоборот, намного хуже, чем у других млекопитающих.
"Жирафы в целом очень осторожны и используют свое преимущество в росте, чтобы сканировать горизонт, задействовав для этого свое превосходное зрение. И наоборот, они потеряли много генов, связанных с обонянием, что, вероятно, связано с радикальным разбавлением запахов на высоте пять метров по сравнению с уровнем земли", — объясняет Хеллер.
По словам авторов, их открытие не только дает представление об основных путях эволюции жирафов, но и показывает, как один и тот же ген, в данном случае FGFRL1, может влиять на несколько различных аспектов фенотипа. В биологии такой эффект носит название эволюционной плейотропии. Как правило, только плейотропией можно объяснить множественные крупные фенотипические изменения, произошедшие в течение короткого эволюционного времени, как это имеет место в случае жирафа.
Ученые надеются, что дальнейшее изучение гена FGFRL1 станет ключом к созданию нового метода лечения гипертонии у человека.