Международный коллектив биологов впервые подготовил и опубликовал высококачественный геном обычной домашней козы, который поможет селекционерам вывести новые породы этих животных с улучшенным качеством шерсти или повышенным удоем молока, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology.
Домашние козы (Capra hircus) относятся к числу самых древних домашних животных, прирученных человеком. Считается, что они были впервые одомашнены 10 тысяч лет назад на территории Ближнего Востока, после чего распространились по всему миру. По текущим оценкам, на Земле обитает свыше 830 миллионов домашних коз, большая часть из которых сосредоточена в развивающихся странах.Группа биологов под руководством Веня Вана (Wen Wang) из Института зоологии Китайской академии наук в Куньмине представила первую в мире полную версию генома козы, подготовленную при помощи автоматической системы оптического секвенирования WGMS.
Данная система работает следующим образом. Сначала молекула ДНК разбивается на множество относительно длинных фрагментов длиной в 100 тысяч нуклеотидов — "букв" ДНК. Эти фрагменты наносятся на поверхность специального "чипа", усеянного микроскопическими каналами и ячейками.
Затем ученые пропускают через жидкость электрический ток, "выпрямляющий" цепочки нуклеотидов, которые считываются при помощи специального микроскопа. Картинки, полученные при изучении каждой ячейки, объединяются при помощи компьютера, в результате чего биологи получают полную версию генома.
Ван и его коллеги использовали эту методику для анализа генетического материала, извлеченного из клеток печени молодой козы юннаньской породы. Новая технология позволила ученым быстро получить полную версию генома и проверить его корректность при помощи традиционных методик секвенирования.
В общей сложности, геном козы состоит из 2,6 миллиарда нуклетоидов, что несколько меньше, чем длина ДНК человека (3,2 миллиарда) или других приматов, но больше размеров генома двугорбого верблюда (2,38 миллиарда нуклеотидов).
Высокое качество виртуальной ДНК позволило ученым сопоставить ее отдельные участки с 30 хромосомами, существующими в ядрах клеток домашней козы. По словам биологов, хромосомы Capra hircus очень похожи по своему устройству на фрагменты ДНК в клетках других копытных животных, в том числе коров и овец.
Получив общее представление о структуре генома, Ван и его коллеги попытались подсчитать общее число генов внутри него. По их расчетам, геном козы содержит в себе свыше 22 тысяч генов, содержащих в себе инструкции по сборке молекул белков.
Большая их часть — около 17,1 тысячи — имеет аналоги в геномах других копытных животных. Судя по различиям в устройстве генов, предки коз и других домашних копытных разделились примерно 23 миллиона лет назад. Что интересно, последний общий предок человека и козы исчез с лица Земли еще до вымирания динозавров, 96 миллионов лет назад.
Как отмечают исследователи, им удалось выделить гены, отвечающие за "всеядность" коз и те участки ДНК, которые связаны с ростом кашмирской шерсти. По словам Вана и его коллег, дальнейшее изучение этих участков поможет селекционерам вывести новые породы коз, способные производить рекордные удои молока или кашмирскую шерсть высочайшего качества.
