Международная команда ученых проанализировала образцы мозговой ткани домашних собак. Оказалось, что разные варианты гена GTF2I, отвечающего за дружелюбие и социальность, по-своему влияют на форму петли хроматина — комплекса ДНК и белков, лежащего в основе хромосом. По словам авторов, взаимосвязи GTF2I и структуры хроматина похожи на работу синдрома Вильямса у людей, характеризующимся гиперсоциальностью и повышенным дружелюбием. Исследование опубликовано в журнале BMC Genomics.
В 2017 году ученые обнаружили специфические элементы в гене GTF2I у собак. Этот ген играет важную роль в развитии нервной системы и путей, связанных с тревожностью и общительностью. Мутации GTF2I связаны с синдромом Вильямса у людей — он характеризуется гиперсоциальностью, экстремальным дружелюбием и черепно-лицевыми аномалиями. Так исследователи поняли, что генетический отбор на повышение дружелюбия и социальности у собак был связан с изменениями в гене GTF2I. Вероятно, он является ключевым фактором, определяющим дружелюбное поведение, сформированное у животных в процессе одомашнивания. Несмотря на большое количество открытых данных, до сих пор неизвестно, как генетические варианты влияют на трехмерную структуру ДНК, содержащей GTF2I.
Венгерские и американские ученые решили это выяснить. Они проанализировали образцы мозговой ткани современных домашних собак, содержащие разные варианты гена — в том числе древний, похожий на волчий. Исследователи обнаружили, что древний и современный варианты GTF2I по-разному влияют на форму петли хроматина — комплекса ДНК и белков, составляющих хромосомы. Вероятно, за эту функцию отвечает интронный участок гена. Также ученые обратили внимание на работу ретротранспозонов — участков ДНК, распространяющихся по геному по принципу «копировать-вставить». Они образуют новые сегменты ДНК, которые встраиваются в созданные под нее участки. Четыре таких транспозона эволюционировали в результате генетического отбора, связанного с гиперсоциальностью домашних собак. Исследователи заметили различия и в применении новых сегментов ДНК: древний геном волка использует вставленный сегмент, а геном современной собаки — отвергает его. Наличие или отсутствие этого сегмента тоже связано с измененной трехмерной структурой хроматина, которая впоследствии влияет на пути, регулирующие внеклеточный матрикс и функцию GTF2I. По словам авторов, эти взаимосвязи похожи на работу синдрома Вильямса у людей — он объясняется аномалиями внеклеточного матрикса и измененной функцией GTF2I.
При отсутствии новых регуляторных сегментов у современных собак не образуется одна из петель ДНК, из-за чего между видами возникают различия в нейрокогнитивных профилях и социальном поведении. По словам авторов, результаты показывают, что на поведение животных влияет не только базовая последовательность генома, но и его трехмерная структура.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
