Летопись окаменелостей рассказывает нам о древней жизни через сохранившиеся остатки частей тела, таких как кости, зубы и панцири черепах. Но как изучать историю мягких тканей и органов, которые могут быстро разрушаться, оставляя после себя мало следов?

В новом исследовании ученые используют паттерны экспрессии генов, называемые транскриптомикой, для изучения древнего происхождения одного органа: плаценты, которая жизненно важна для беременности.

"У некоторых млекопитающих, таких как люди, плацента действительно инвазивна, поэтому она проникает через стенку матки в материнские ткани. У других млекопитающих плацента просто касается стенки матки. А потом есть все, что находится между ними", - говорит старший автор Винсент Дж. Линч, доктор философии, адъюнкт-профессор биологических наук в Университете Колледжа искусств и наук Буффало.

"Итак, какие плаценты были ранними плацентами?" он говорит. "Мы используем паттерны экспрессии генов, чтобы реконструировать эволюцию плаценты и предсказать, как выглядела плацента последнего общего предка эвтериевых млекопитающих. Наши данные говорят нам, что эта плацента была инвазивной, и что неинвазивные плаценты эволюционировали у млекопитающих несколько раз. Это решает 150-летнюю загадку: с тех пор люди спорят о том, какой была первая плацента".

Как объясняет Линч, все живые млекопитающие, кроме сумчатых и яйцекладущих однопроходных, являются эвтерианами, у которых длительная беременность, при которой развивающийся плод вызывает сильную физиологическую реакцию у матери.

Исследование было опубликовано 30 июня в журнале eLife. Линч руководил исследованием вместе с первым автором Кейтлин Микой, доктором философии Чикагского университета, аспирантом в области генетики человека, биологии и анатомии организмов. Камилла М. Уиттингтон, доктор философии, и Бронвин М. Макаллан, доктор философии, оба из Сиднейского университета, также являются соавторами.

"Наша способность спрашивать, как плацента могла функционировать в разные моменты своей эволюции, используя профили экспрессии генов существующих в настоящее время животных для реконструкции предков, является действительно классным подходом и дает нам больше информации о том, как изменение экспрессии генов может способствовать эволюции нового признака", - говорит Мика.

Чтобы провести анализ, команда сравнила гены, активные в матке различных млекопитающих во время беременности. Обнаружив, что эти профили экспрессии генов коррелируют со степенью инвазивности плаценты, ученые использовали свои данные, чтобы предсказать, как выглядели плаценты предков млекопитающих.

В исследовании приняли участие около 20 видов, таких как яйцекладущий утконос, сумчатые сумчатые и ряд эвтериальных млекопитающих, которые рожают живых детенышей.

Небольшое подмножество является одним из ограничений анализа: авторы пишут в eLife, что необходимы исследования большего числа видов, чтобы помочь определить достоверность результатов.

Тем не менее, по словам Линча, это исследование вносит важный вклад в понимание того, как развивалась беременность. Полученные результаты также могут принести пользу современной медицине.

"Знание того, какие гены активны у разных видов во время беременности, говорит нам о том, как работает эволюция", - говорит он. "Но это также говорит нам о том, что делает беременность здоровой, и как все может пойти не так. Мы находим гены, которые создают правильную среду для здоровой человеческой беременности. Если эти гены не экспрессируются должным образом, это может привести к проблемам".

ИСТОЧНИК