Возможность строительства дерева жизни по микроРНК поставлена под сомнение

Ещё недавно казалось, что учёные нашли простой и беспроигрышный способ определения эволюционного родства между группами организмов с помощью сравнения имеющихся у них молекул микроРНК. Но новое исследование, результаты которого были опубликованы в журнале PNAS, показывает, что этот способ не так хорош и может приводить к неверным результатам.

Как следует из названия, микроРНК намного короче нитей обычной РНК. В среднем они состоят из двух десятков нуклеотидов и участвуют в регуляции экспрессии генов. МикроРНК эукариот высококонсервативны. Это означает, что гены, их кодирующие, передаются из поколения в поколение без изменений.

В последние годы результаты многих исследований подтвердили, что у достоверно родственных таксонов животных имелись одинаковые молекулы, которые отсутствовали у эволюционно далёких видов. В итоге палеобиолог Кевин Питерсон (Kevin Peterson) из Колледжа Дартмута первым начал строить эволюционные древа по наличию или отсутствию конкретных микроРНК.

Вскоре ряд работ, основанных на новом методе, наделал много шума не только в научном сообществе, но и в средствах массовой информации. Питерсон и его коллеги фактически перекроили все предыдущие представления об эволюции видов. Например, они заявили, что черепахи принадлежат к той же ветви, что и ящерицы, а не птицы, крокодилы и аллигаторы, как показывали предыдущие исследования.

Это открытие очень удивило молодого эволюционного биолога Боба Томсона (Bob Thomson) из Гавайского Университета в Маноа. Он также анализировал эволюцию черепах на основе сравнения генетических последовательностей и получил противоположный результат. В то время эффективность метода оценки связей по микроРНК не вызывала сомнений и Томсон решил, что ошибка крылась в его собственных результатах. Однако тщательная проверка так и не выявила нестыковки. Тогда учёный решил самостоятельно повторить исследование команды Питерсона.

Полученное эволюционное древо действительно показывало родство черепах и ящериц. Но Томсон и его коллеги обратили внимание на странную деталь: несмотря на идентичность основной части микроРНК, относительно большое их количество в ходе эволюции пропало. Тогда команда проверила результаты ещё четырёх исследований с позвоночными, некоторыми формами паразитов, плоскими и дождевыми червями. И в каждом из них количество потерь микроРНК оказалось существенно выше, чем можно было предположить. Такое положение вещей подрывало основной принцип метода, который гласил, что микроРНК передаются практически без изменений.

На данный момент не ясно, не заметил Питерсон потери микроРНК или сознательно умолчал о них. Кроме того команда Томсона обнаружила и другие неточности в ранних работах. Так некоторые микроРНК, которые якобы отсутствовали у животных, на самом деле ускользнули от взгляда учёных. Например, в случае с черепахами исследователи искали молекулы в клетках, а не кодирующие их гены в геноме, который в их оправдание на тот момент ещё не был открыт. Но некоторые микроРНК не присутствуют в клетках постоянно, а экспрессируются только в определённый момент жизни, в то время как гены остаются неизменными.

Комментариев от Питерсона пока получить не удалось, но его соавтор Эрик Сперлинг (Erik Sperling) из Йельского университета уже сообщил изданию Nature, что согласен с выводами Томсона. По его мнению, микроРНК действительно не могут в одиночку указывать на родство видов. Однако учёный считает, что при более эффективных методах поиска микроРНК, путём просеивания геномов например, этот инструмент может быть достаточно информативным.