Долгое время в науке шли дебаты: что послужило причиной взрывного разнообразия типов мозговых клеток у позвоночных — редкие полногеномные дупликации или множество мелких, локальных удвоений генов? Оксфордское исследование поставило точку в этом споре. Оказалось, что сохранившиеся пары генов от WGD, называемые «ологами», непропорционально часто служат маркерами для различных типов клеток мозга. Они играют гораздо более заметную роль в этом процессе, чем гены, удвоенные другими путями . Проще говоря, природа действовала не как ювелир, а как кузнец: не дополняла геном по крупице, а дублировала его целиком, создавая огромный резерв материала для эволюции.
Вопреки ожиданиям, большинство удвоенных генов не обзавелись кардинально новыми функциями. Вместо этого они разделили между собой обязанности предкового гена (процесс, называемый субфункционализацией) и подверглись отбору на дозировку. Это позволило древним, менее специализированным типам клеток разделиться на более узких «профессионалов». Наглядный пример — ланцетник, близкий беспозвоночный родственник позвоночных. У него ключевые регуляторные гены активны в клетках широкого профиля. У позвоночных же дублированные версии этих генов оказались «распределены» по разным типам клеток, помогая им обрести уникальную идентичность .
Старший автор исследования, профессор Себастьян Шимельд (Оксфордский университет), подвел итог: «Наши открытия показывают, что два события генетического удвоения стали основой для эволюции сложного мозга. Удвоив каждый ген в геноме, природа получила сырой материал, который можно было перепрофилировать для строительства новых типов мозговых клеток» .
Соавтор, профессор Питер Холланд, добавил яркий образ: «Для новых клеток мозга потребовались новые гены. И не просто какие-то гены — это были те самые дополнительные гены, порожденные случайным удвоением ДНК еще до того, как первая рыба поплыла в море» .
Исследование показало, что ологи продолжали участвовать в формировании новых типов клеток даже в эволюционно молодых структурах, таких как мозжечок. Это доказывает системный эффект, который усиливал эволюцию клеток мозга позвоночных на протяжении сотен миллионов лет после самих событий WGD .
Shimeld, S. et al., Whole-genome duplication shaped cell-type evolution in the vertebrate brain, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10629-x
Пресс-релиз Оксфордского университета, "Ancient genome duplications laid the foundations of complex brains," Phys.org, 10 июня 2026 года.
Запись в ORA (Оксфордский архив исследований), препринт-аннотация к работе Shimeld et al. (2025/2026).
Долгое время в науке шли дебаты: что послужило причиной взрывного разнообразия типов мозговых клеток у позвоночных — редкие полногеномные дупликации или множество мелких, локальных удвоений генов? Оксфордское исследование поставило точку в этом споре. Оказалось, что сохранившиеся пары генов от WGD, называемые «ологами», непропорционально часто служат маркерами для различных типов клеток мозга. Они играют гораздо более заметную роль в этом процессе, чем гены, удвоенные другими путями . Проще говоря, природа действовала не как ювелир, а как кузнец: не дополняла геном по крупице, а дублировала его целиком, создавая огромный резерв материала для эволюции.
Вопреки ожиданиям, большинство удвоенных генов не обзавелись кардинально новыми функциями. Вместо этого они разделили между собой обязанности предкового гена (процесс, называемый субфункционализацией) и подверглись отбору на дозировку. Это позволило древним, менее специализированным типам клеток разделиться на более узких «профессионалов». Наглядный пример — ланцетник, близкий беспозвоночный родственник позвоночных. У него ключевые регуляторные гены активны в клетках широкого профиля. У позвоночных же дублированные версии этих генов оказались «распределены» по разным типам клеток, помогая им обрести уникальную идентичность .
Старший автор исследования, профессор Себастьян Шимельд (Оксфордский университет), подвел итог: «Наши открытия показывают, что два события генетического удвоения стали основой для эволюции сложного мозга. Удвоив каждый ген в геноме, природа получила сырой материал, который можно было перепрофилировать для строительства новых типов мозговых клеток» .
Соавтор, профессор Питер Холланд, добавил яркий образ: «Для новых клеток мозга потребовались новые гены. И не просто какие-то гены — это были те самые дополнительные гены, порожденные случайным удвоением ДНК еще до того, как первая рыба поплыла в море» .
Исследование показало, что ологи продолжали участвовать в формировании новых типов клеток даже в эволюционно молодых структурах, таких как мозжечок. Это доказывает системный эффект, который усиливал эволюцию клеток мозга позвоночных на протяжении сотен миллионов лет после самих событий WGD .
Shimeld, S. et al., Whole-genome duplication shaped cell-type evolution in the vertebrate brain, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10629-x
Пресс-релиз Оксфордского университета, "Ancient genome duplications laid the foundations of complex brains," Phys.org, 10 июня 2026 года.
Запись в ORA (Оксфордский архив исследований), препринт-аннотация к работе Shimeld et al. (2025/2026).