Badanie genomu odkrywa historię konia
Prace w ramach projektu HORSEDOMESTICATION (Understanding horse speciation and domestication through comparative palaeogenomics) rozpoczęły się od udoskonalenia technik charakteryzowania całych sekwencji prehistorycznych genomów. Odkryto nowe cechy biochemiczne prehistorycznych cząsteczek DNA pochodzących ze skamieniałych kości, które mogą być kluczowe dla uzyskania lepszej jakości sekwencjonowania prehistorycznego genomu. Badacze opracowali również narzędzia bioinformatyczne, które mogą pomóc weryfikować zestawy danych prehistorycznego DNA posługując się wzorcami błędów w przyłączaniu nukleotydów i oznaczaniem ilościowym uszkodzeń DNA. Te odkrycia umożliwiły naukowcom zbadanie pierwszego roboczego genomu konia z środkowego plejstocenu sprzed około 700 000 lat. Naukowcy zbadali również genomy konia z późnego plejstocenu sprzed 43 000 lat, konia Przewalskiego i genom pięciu ras udomowionych i osła domowego. Prace te ujawniły, ze rodzaj Equus ma swój początek 4 miliony lat temu, po którym następowały duże ekspansje demograficzne i spadki liczebności, zbiegające się często ze znacznymi zmianami klimatu. Druga część projektu obejmowała sekwencjonowanie całych genomów wszystkich członków rodziny koni. W ramach projektu wykorzystano również DNA próbek muzealnych do sekwencjonowania Quagga, który wymarł w XIX wieku. Na podstawie dużego zestawu danych genomu opracowano historię ewolucji konia dzięki określeniu ram czasowych pojawiania się nowych gatunków i odszyfrowaniu podstawy genetycznej warunkującej przystosowanie gatunków do środowiska. Ponadto przeprowadzono sekwencjonowanie DNA dwóch prehistorycznych koni z górnego paleolitu — czasu, kiedy konie nie były udomowione. Porównano je z genomami różnych ras konia domowego w celu zrozumienia genetycznej podstawy udomowienia. Stwierdzono, że duża frakcja genomu pochodzi od wcześniej nieznanych grup koni. Naukowcy również zidentyfikowali 125 genów, które odpowiadały za cechy pożądane z punktu widzenia wczesnej selekcji na potrzeby procesu udomowienia. Dotyczyły one sposobu poruszania się zwierzęcia, jego fizjologii, rozwoju, funkcji behawioralnych i poznawczych. W ramach projektu stworzono kompleksowy zestaw danych dotyczących genomu konia Przewalskiego (ostatniej populacji prawdziwie dzikiego konia na ziemi). Zgromadzone informacje pomogły uściślić ewolucyjne powiązanie z końmi udomowionymi. Projekt dostarczył również wytycznych dla programów długoterminowej ochrony tej zagrożonej grupy koni.
Słowa kluczowe
HORSEDOMESTICATION, specjacja, paleogenomika, DNA, sekwencjonowanie genomu, narzędzia bioinformatyczne, błędy w przyłączaniu nukleotydów, koń Przewalskiego
