Тресковые компенсировали потерю генов aqp1ab адаптацией канала Aqp4

Биологи под руководством исследователей из Бергенского университета выяснили, каким образом трескообразные формируют насыщенные водой плавучие икринки после утраты генов, считавшихся критически важными для выживания эмбрионов, о чем сообщает журнал Proceedings of the National Academy of Sciences doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Все представители отряда Gadiformes полностью утратили гены аквапоринов типа aqp1ab, с помощью которых другие морские костистые рыбы насыщают икру водой в океанической среде doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. При этом икринки атлантической трески содержат от 93 до 97 процентов воды doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Сравнительный транскриптомный анализ пресноводных и морских костистых рыб показал, что осмотический механизм гидратации остался неизменным doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Расщепление желтковых белков на свободные аминокислоты создает необходимый градиент концентрации, втягивающий воду doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Однако вместо утраченных каналов тресковые рекрутировали каналы типа Aqp4, которые сцеплены на одной хромосоме с генами группы Aqp1 в геномах челюстных позвоночных более 450 миллионов лет doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Механизм перепрофилирования канала

Иммунолокализация, функциональные тесты и эксперименты с избирательным ингибированием на атлантической треске и рыбах данио подтвердили смену назначения коротких изоформ Aqp4 doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. У предковых линий пресноводных костистых рыб, представленных данио, канал Aqp4 необходим исключительно для процесса овуляции и выхода икринки из фолликула doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. Блокирование Aqp4 у трески предотвратило именно массивное поглощение воды созревающим ооцитом doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Эволюционная перестройка

Сравнение с близкородственными видами показало, что потеря генов aqp1ab и функциональное переключение Aqp4 произошли ориентировочно от 60 до 84 миллионов лет назад doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗. В то время как древнейшие и современные линии морских рыб с плавучей икрой используют гены aqp1ab, трескообразные избежали репродуктивного тупика за счет использования предкового пресноводного механизма овуляции doi.orgProceedings of the National Academy of Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.