Биологи МГУ изучили филогенетическое дерево трипаносоматид

Международная команда исследователей совместно с учеными биологического факультета МГУ получила наиболее подробное филогенетическое дерево для семейства Trypanosomatidae. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. 

Последовательности геномов ранее неизученных представителей разных родов трипаносоматид, главным образом моноксенных (паразитирующих только на одном хозяине), собирались несколько лет. Также были использованы последовательности из геномных баз данных. Полученное полностью разрешенное дерево содержит информацию для практически всех известных науке родов и подродов трипаносоматид. Оно может быть использовано для получения ответов на многие вопросы эволюции, а также при исследовании отличительных молекулярных механизмов, характерных для этих организмов. 

Сонная болезнь, болезнь Шагаса, лейшманиоз — все эти заболевания вызваны представителями семейства Trypanosomatidae — одноклеточными паразитическими организмами, которые интересны не только тем, что являются возбудителями различных человеческих заболеваний, но и тем, что для них характерны необычные молекулярные процессы. Примером такого процесса может служить уридиловое редактирование. мРНК — молекула, которая синтезируется на основе ДНК и содержит в себе информацию о будущем белке. Ее структуру составляют азотистые основания, которые входят в состав нуклеотидов. Три нуклеотида (триплет) кодируют определенную аминокислоту, которая станет частью будущего белка. Суть уридилового редактирования заключается в том, что в предшественнике мРНК происходят вставка или удаление основания, уридина. В результате изменяется аминокислота, которая кодируется конкретным триплетом, и, следовательно, изменяется и структура самого белка. 

На данный момент в научном сообществе накопились данные о сиквенсах (последовательностях ДНК) для практически всех известных представителей трипаносоматид. В настоящей работе ученые построили на их основе филогенетическое дерево, которое включает все рода и подрода этих организмов. 

«Установление филогенетических взаимоотношений между видами является важной основой для дальнейших сравнительных исследований. Однако часто определить точное филогенетическое положение оказывается затруднительно, особенно если речь идет о простейших. Долгие годы из трипаносоматид активно изучались лишь медицински значимые виды родов Leishmania и Trypanosoma, представляющие ничтожно малую часть видового разнообразия семейства. Данная работа является результатом многолетних исследований нескольких научных групп, в ходе которых удалось собрать данные о структурах геномов представителей разных родов трипаносоматид, в том числе неизученных ранее», — прокомментировал один из авторов исследования, старший научный сотрудник кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ Евгений Герасимов.

По сравнению с уже существующими деревьями данное содержит важные отличия. В частности, в нем обращено внимание на то, что рода Crithidia, Leptomonas, Lotmaria не могут быть отнесены в одну группу, как это принято сейчас. Следовательно, необходимо пересмотреть их систематику. Еще одним важным наблюдением стало то, что рода Vickermania и Jaenimonas являются сестринскими, что нельзя было точно определить до этого на основании данных секвенирования.

«Таким образом, мы впервые получили информацию обо всех выделяемых сегодня учеными родах трипаносоматид (кроме Rhynchoidomonas), на основании которой нам удалось получить полностью разрешенное филогенетическое дерево родов семейства. Это наш инструмент в дальнейшем изучении уникальных молекулярных механизмов представителей данного семейства, ведь такого рода исследования возможны только в свете эволюции. Это можно проиллюстрировать следующим примером. Конкретно наша научная группа занимается эволюцией системы редактирования РНК митохондриального генома трипаносоматид. Считается, что это древняя черта, присущая общему предку всех трипаносоматид, но с течением времени утрачивается у части генов в ряде групп. Наша реконструкция согласуется с этой теорией, но выявляет случаи параллельной эволюции», — подытожил Евгений Герасимов.