Ученые Университета ИТМО, СПбГУ и Университета Нова Саутистерн (США) впервые расшифровали геном редкого беспозвоночного животного — мшанки. Исследование поможет лучше понять природу содержащегося в мшанке бриостатина — вещества, перспективного в разработке методов лечения онкологических заболеваний. Информация о геноме дает представление об эволюции и потенциальной пользе разных организмов для человека. Чтобы получить эти данные, исследователи проводят кропотливую работу по секвенированию и расшифровке генома. Уже собраны и «прочитаны» геномы крупных, хорошо знакомых людям животных вроде обезьян, кошачьих, китообразных. Ученые ИТМО обратили внимание на довольно редких морских обитателей, о которых практически ничего не известно.
«Если кто-то плавал с маской в тех регионах, где вода прозрачная, то он видел, что на дне просто другая вселенная. Помимо рыб, кораллов, моллюсков, там есть огромное количество малоизученных видов, например, таких, как мшанка. Это беспозвоночное, внешне похожее на растение. Во второй половине XX века оно привлекло внимание ученых тем, что из него выделили бриостатин — вещество, позволяющее влиять на жизнедеятельность клеток. Сегодня ведется активная работа по созданию лекарств на его основе», — рассказывает ведущий научный сотрудник химико-биологического кластера Университета ИТМО Алексей Комиссаров.
До 2020 года не было опубликовано ни одной научной работы с полной расшифровкой генома мшанки, хотя совместная команда из Санкт-Петербурга и Флориды была не единственной, кто занимался подобным исследованием. Одновременно эту же работу вели по меньшей мере еще пять научных групп. Специалисты из ИТМО, СПбГУ, Нова Саутистерн выиграли «соревнование» и стали первыми, кому удалось опубликовать результаты по секвенированию генома этого типа животных. Статья опубликована в Scientific Data.
«Из-за сравнительно небольшого размера мшанок было не так просто собрать достаточное количество генетического материала для секвенирования. А из-за того, что мшанки представляют собой колониальный организм, мы были вынуждены делать секвенирование не отдельных составляющих, а сразу целой группы. Кроме того, исходные данные — это изначально не «чистый» геном мшанки, а целая смесь из разных живых организмов, обитающих рядом», — объясняет студентка 2 курса Университета ИТМО Полина Кучур.
Для вычленения той информации, которая относилась бы именно к объекту исследования, ученые ИТМО использовали специальные биоинформационные программы. С их помощью от мшанки были отделены гены рыб и бактерий, в результате чего от исходного материала осталась только треть. По словам авторов работы, в связи с тем, что раньше генетические данные о мшанках практически не публиковались, теперь на них как на «первооткрывателях» лежит большая ответственность перед последующими исследователями, которые будут опираться на их статью.
«До сих пор нет однозначного мнения о положении генома мшанки на эволюционном дереве. Каждый новый геном позволяет нам серьезно уточнить общую картину эволюции в этой удивительной группе. Нашими коллегами ранее было показано, что в синтезе бриостатинов активно участвуют бактериальные симбионты мшанки. Мы рассчитываем, что полученные нами данные позволят лучше понять взаимодействие хозяина и симбионта на геномном уровне», — прокомментировал старший научный сотрудник Центра биоинформатики и алгоритмической биотехнологии СПбГУ Михаил Райко.
