Finansowane ze środków unijnych międzynarodowe konsorcjum naukowców jako pierwsze zdekodowało cały genom naszego krewnego z oranżową czupryną - orangutana. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie ''Nature'', wskazują na ogromne zróżnicowanie indonezyjskich orangutanów i ujawniają intrygujące wskazówki dotyczące ewolucji małp człekokształtnych oraz ludzi.

Badania zostały w części sfinansowane z dwóch unijnych projektów: ALGGENOMES (Algorytmy analizy genów i genomów) i BIOSEQANALYSIS (Metody obliczeniowe biologicznej analizy sekwencyjnej w badaniu ewolucji genomów mitochondrialnych drożdży). Obydwa projekty otrzymały międzynarodowy grant reintegracyjny Marie Curie o wartości 100 tys. EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Zgodnie z oczekiwaniami bogactwo zróżnicowania genetycznego ma sprzyjać zwiększaniu zdolności populacji do utrzymywania zdrowia i przystosowywania się do zmian w środowisku. Niemniej obserwacja zróżnicowania genetycznego dwóch gatunków orangutana - sumatrzańskiego i borneo - doprowadziła do bardzo nielogicznych spostrzeżeń.

Odkryto, że populacja z Borneo, która ma bardzo ograniczone zróżnicowanie puli genowej i skondensowane siedlisko, jest wg dokonanego spisu większa i wynosi około 50 tys. Dla porównania orangutan sumatrzański nie utracił zróżnicowania genetycznego i ma bardziej rozległe siedlisko, ale jego populacja spadła wg spisu do zaledwie około 7 tys. Jednakże genom orangutana miał w zanadrzu jeszcze jedną wielką niespodziankę.

Orangutany sumatrzańskie i borneo były fizycznie rozdzielone przez co najmniej 21 tys. lat - kiedy to istniały jeszcze ostatnie pomosty lądowe pomiędzy dwiema wyspami. Wcześniejsze badania szacowały rozdział gatunków na ponad 1 milion lat temu. Tymczasem analiza całego genomu napisała historię na nowo. Otóż wydaje się, że rozdzieliły się zaledwie 400 tys. lat temu.

Więcej niespodzianek pojawiło się po porównaniu przez genetyków genomu orangutanów z genomem innych małp człekokształtnych. Orangutany pojawiły się jakieś 12 - 16 mln lat temu, dzięki czemu ich genom miał znacznie więcej czasu na ewoluowanie niż genom szympansów czy człowieka, których rozdział na odrębne rodowody miał miejsce od 5 do 6 mln lat temu. Porównanie trzech genomów pokazało, że te ostatnie traciły i zyskiwały nowe geny dwa razy szybciej niż orangutany.

Współautorka artykułu, dr Carolin Kosiol z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu, Austria, przeanalizowała w sumie 14 tys. genów człowieka, które występują również u orangutana, szympansa i makaka. Jej odkrycia pokazały, że w czasie ewolucji pod szczególnym wpływem selekcji naturalnej były geny zaangażowane w dwa procesy: percepcji wzrokowej i metabolizmu glikolipidów.

Zwłaszcza geny biorące udział w metabolizmie glikolipidów - chemicznym rozpadzie molekuł zawierających tłuszcze w celu wytwarzania energii, ewoluowały szybciej niż się tego spodziewano. Rozbieżność tę można by przypisywać odmiennemu ewoluowaniu orangutanów, tak aby zminimalizować mobilność czynników genetycznych, które mogłyby wywołać chorobę.

W przypadku ludzi kilka dziedzicznych chorób neurozwyrodnieniowych już zostało powiązanych z wadami metabolizmu cholesterolu i glikolipidów. "Zmiany w metabolizmie lipidów mogły odgrywać istotną rolę w ewolucji neurologicznej naczelnych, jak również mieć swój udział w zróżnicowaniu diety i historycznych strategii życia" - mówi dr Kosiol.

Orangutany dołączyły do szympansów i człowieka, jako trzeci przedstawiciel naczelnych, którego genom został w pełni poddany sekwencjonowaniu. Jednak nadal "niezwykle cenne byłoby przeprowadzenie sekwencjonowania genomów większej liczby naczelnych, aby umożliwić więcej tego typu analiz porównawczych, pozwalających nam lepiej poznać ewolucję naczelnych i naszego własnego gatunku" - zauważa dr Kosiol.

Obecnie w toku są dalsze badania mające na celu sekwencjonowanie genomu dwóch kolejnych małp człekokształtnych - goryli i bonobo.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Locke, D.P., et al. (2011) Comparative and demographic analysis of orang-utan genomes. Nature, publikacja z dnia 27 stycznia. DOI: 10.1038/nature09687.