Французькі біологи представили алгоритм AGORA, який дозволяє реконструювати предкові геноми еукаріот. На даний момент вчені змогли відновити 624 предкових геноми, вони доступні в базі даних Genomicus. У їх числі вперше реконструйовані геноми предка лемурів та їх найближчих родичів і предка всіх рукокрилих. Препринт роботи опубліковано на сайті bceRxiv.
Перші методи секвенування ДНК - тобто визначення її нуклеотидної послідовності - з'явилися в 70-х роках минулого століття. Через два десятиліття вдалося секвенувати перший повний геном клітинної форми життя - бактерії. Відтоді вчені прочитали геноми тисяч організмів, у тому числі й людину, практично повний геном якої опублікували 2003 року (зовсім недавно біологи оголосили, що прочитали решту вісім відсотків). При цьому геноми сучасних організмів можна порівняти між собою - і реконструювати геном їх спільного предка. Наприклад, вчені з проекту Ancestral Genomes на даний момент відновили 111 предкових геномів живих організмів.
Матьє Муффато (Matthieu Muffato) з Інституту біології Вищої нормальної школи в Парижі і його колеги змогли реконструювати ще більше предкових геномів. Вчені представили алгоритм AGORA (Algorithm for Gene Order Reconstruction in Ancestors), який дозволяє реконструювати предкові геноми і каріотипи еукаріотичних організмів. З його допомогою біологи вже змогли відновити 624 предкових геноми тварин, грибів, рослин і противників. При цьому 183 з них представляють практично повні хромосомні реконструкції.
Наприклад, вчені реконструювали геном останнього загального предка бореоеутеріїв (), який жив близько 95 мільйонів років тому. До цієї групи в наші дні належить більшість плацентарних ссавців, у тому числі примати, гризуни, хижі та копитні. Також дослідники реконструювали геном предка злакових (), який мешкав приблизно 50 мільйонів років тому. Ці предкові геноми були відновлені раніше за допомогою інших методів, але Муффато і його колеги представили також геноми, реконструйовані вперше. Серед них геноми предка мокроносих приматів () - лемурів, лорі і руконожок - і предка рукокрилих ().
Дослідники також змогли визначити швидкість, з якою еволюціонували каріотипи. Так, швидкість зміни каріотипу гіббонів виявилося дуже високою - їх геном утворився за рахунок 60 міжхромосомних перебудов геному предка, який жив 25 мільйонів років тому. Геном собаки теж еволюціонував досить швидко, на відміну від геному каліфорнійського морського лева, якого від предкового геному всіх собакоподібних () відокремлюють тільки злиття трьох хромосом. Вчені зазначають, що отримані результати узгоджуються з даними інших досліджень, у тому числі з цитогенетичними.
За словами авторів, AGORA схожий на попередні алгоритми, однак він дозволяє реконструювати геноми з більш високою точністю. Але це зовсім не означає, що в майбутньому з'явиться можливість відродити організми, що зникли мільйони років тому, оскільки неможливо реконструювати послідовність некодуючої ДНК. Однак предкові геноми все ж можуть розповісти нам багато нового про біологію стародавніх організмів і про деталі еволюції сучасних груп.
Вчені намагаються реконструювати геноми не тільки предків тварин або рослин, а й геном предка всіх існуючих нині організмів, якого біологи називають LUCA. Про нього ми детально розповідали в нашому матеріалі «Це все від Луки».