Международная группа ученых изучила геном двупалого ленивца и выявила особенности, которые могут быть связаны с его крайне низким уровнем энергозатрат. Ленивцы считаются самыми медлительными млекопитающими и отличаются очень медленным обменом веществ. Исследователи сопоставили ДНК этого вида с геномами десятков других млекопитающих, включая муравьедов и броненосцев.
В геноме ленивца обнаружили последовательности ДНК, способные перемещаться или копировать себя в новые участки генома. Такие элементы называют транспозонами, или «прыгающими генами». Ученые установили, что их активность в линии ленивцев прослеживается более 30 млн лет, а результаты исследования опубликованы в BMC Biology.
Особое внимание исследователей привлекло то, что часть найденных генетических последовательностей связана с митохондриями — клеточными структурами, отвечающими за выработку энергии. Другие выявленные участки ДНК также относятся к процессам обмена веществ. По мнению авторов работы, у ленивцев могли сформироваться генетические механизмы, компенсирующие особенности работы их митохондрий.
Некоторые из этих последовательностей сохранялись в геноме около 30 млн лет. Предполагается, что они появились у общего предка современных ленивцев уже после отделения этой ветви от муравьедов и броненосцев. При этом ученые отмечают, что точная биологическая роль «прыгающих генов» требует дальнейшего изучения.
Авторы считают, что клетки ленивцев могут стать природной моделью для изучения состояний с низким уровнем выработки энергии. Нарушения работы митохондрий связаны с диабетом, возрастными расстройствами, нейродегенеративными заболеваниями и потерей мышечной массы. Вместе с тем исследователи подчеркивают, что изменения ДНК, вызванные транспозонами, у человека способны быть связаны с развитием заболеваний, включая рак.
Следующий этап работы будет посвящен более детальному изучению генетических элементов, сохранившихся у ленивцев на протяжении десятков миллионов лет. Ученые намерены выяснить, как именно они влияют на митохондрии и обмен веществ. Полученные данные в перспективе могут быть полезны для исследований сохранения тканей, интенсивной терапии, возрастных изменений, метаболических заболеваний и длительных космических полетов.