Генетики объяснили любовь коал к ядовитым листьям эвкалипта

Ученые впервые отсеквенировали полный геном коалы и проанализировали более 26 тысяч активных генов, сообщается в Nature Genetics. Это позволило понять, почему сумчатые медведи могут питаться ядовитыми листьями эвкалипта без вреда для себя, как они выбирали подходящую для себя диету и как научились предохранять от инфекций детенышей и взрослых особей.

Геном коал оказался больше человеческого (3,42 против 3,2 миллиардов пар нуклеотидов), но состоит из меньшего числа хромосом (16 против 23 пар).

Ученые обнаружили, как сумчатые медведи приспособились к своей ядовитой диете. У них оказалось гораздо больше, чем у других животных, генов, кодирующих белки из семейства цитохромов Р450. Эти ферменты окисляют разные вещества, превращая их в растворимые в воде метаболиты, которые быстро выводятся с мочой. Оказалось, что у коал цитохромы вырабатываются во многих тканях, в том числе, в печени. Однако у защиты оказалась и обратная сторона — цитохромы быстро расщепляют антибиотики, которые дают больным коалам.

Также гены позволили объяснить способность животных распознавать нужные виды эвкалиптов. У коал оказалось 24 гена, ответственных за распознавание горького вкуса — самое большое количество среди австралийских сумчатых. Кроме того, у них оказалось шесть генов, кодирующих вомероназальные рецепторы, способные улавливать запах не слишком летучих веществ. Для сравнения, у сумчатого дьявола и серого короткохвостого опоссума по одному такому гену, а у утконоса и валлаби их нет вообще. Коалы способны чувствовать и «вкус воды» — распознавать содержание воды в эвкалиптовых листьях. Они научились этому, увеличив количество генов белка аквапорина 5, который образует поры в клеточной мембране, через которую вода проникает в клетки.

Исследователи выяснили, что коалы защищают детенышей от инфекций, пока те сидят в сумке, с помощью грудного молока. В его состав входят специфичные только для коал ферменты, обладающие антимикробным действием. Они защищают молодых животных от ряда бактериальных и грибковых инфекций, в том числе от хламидий Chlamydia pecorum, которые вызывают заболевания глаз и мочеполовой системы. Взрослые коалы спасаются от инфекций с помощью многочисленных белков иммунной системы — иммуноглобулинов, белков главного комплекса гистосовместимости, Т-лимфоцитов.

Кроме того, ученые нашли новые генетические маркеры и с их помощью убедились, что подвиды, у которых согласно старым исследованиям, было низкое генетическое разнообразие и большой процент близкородственного скрещивания из-за изолированности популяций, на самом деле смешиваются между собой и генетическое разнообразие у них довольно высокое.