Як еволюціонували плаценти у ссавців

Скам’янілі рештки розповідають нам про стародавнє життя через збережені залишки частин тіла, як-от кістки, зуби та панцири черепах. Але як вивчати історію м’яких тканин і органів, які можуть швидко розпадатися, залишаючи мало слідів?  Як еволюціонували плаценти у ссавців та що це дає для науки?

У новому дослідженні вчені використовують шаблони експресії генів , які називаються транскриптомікою, щоб дослідити давнє походження одного органу: плаценти, яка є життєво важливою для вагітності .

«У деяких ссавців, як-от у людей, плацента дійсно інвазивна, тому вона проникає крізь стінку матки, у материнську тканину. У інших ссавців плацента лише торкається стінки матки. І тут все між ними”

говорить старший автор Вінсент Дж. Лінч, доктор філософії, доцент кафедри біологічних наук в Коледжі мистецтв і наук Університету Буффало.

«Тож які плаценти були ранніми?» він каже. «Ми використовуємо шаблони експресії генів, щоб реконструювати еволюцію плаценти та передбачити, як виглядала плацента останнього спільного предка евтерієвих ссавців. Наші дані говорять нам, що ця плацента була інвазивною, а неінвазивні плаценти еволюціонували багато разів серед ссавців. Це стосується 150-річної таємниці: з тих пір люди сперечаються про те, якою була перша плацента».

Як пояснює Лінч, усі живі ссавці, крім сумчастих і однопрохідних, що відкладають яйця, є евтеріями, які мають тривалу вагітність, під час якої плід, що розвивається , викликає сильну фізіологічну реакцію в матері.

Дослідження було опубліковано 30 червня в eLife . Лінч очолював дослідження разом із першим автором Кейтлін Мікою, доктором філософії, постдокторантом Чиказького університету в галузі генетики людини, біології та анатомії організму. Камілла М. Віттінгтон, доктор філософії, і Бронвін М. Макаллан, доктор філософії, обидві з Сіднейського університету, також є співавторами.

«Наша здатність запитати, як плацента могла функціонувати в різні моменти своєї еволюції, використовуючи профілі експресії генів нині існуючих тварин для реконструкції предків, є дійсно чудовим підходом, який дає нам більше інформації про те, як зміна експресії генів може сприяти еволюція нової риси”

каже Міка.

Щоб провести аналіз, команда порівняла гени, активні в матці різних ссавців під час вагітності. Виявивши, що ці профілі експресії генів корелюють зі ступенем плацентарної інвазивності, вчені використали отримані дані, щоб передбачити, як виглядали плаценти предків ссавців.

Дослідження включало близько 20 видів, таких як качконіс, сумчасті сумчасті тварини та ряд евтерієвих ссавців, які народжують живих дитинчат.

Невелика підмножина є одним з обмежень аналізу: автори пишуть в eLife, що дослідження на більшій кількості видів необхідні, щоб визначити силу висновків.

Тим не менш, дослідження робить важливий внесок у розуміння того, як розвивалася вагітність, каже Лінч. Результати можуть також принести користь сучасній медицині .

«Знання того, які гени активні у різних видів під час вагітності, говорить нам про те, як працює еволюція», — каже він. «Але це також говорить нам про те, що робить вагітність здоровою, і як все може піти не так. Ми знаходимо гени, які створюють правильне середовище для здорової вагітності людини. Якщо ці гени не виражаються належним чином, це може спричинити проблеми».