Мелатонин — это небольшой молекулярный нейротрансмиттер, который в основном синтезируется и секретируется в эпифизе позвоночных, достигая различных частей организма для участия в регуляции биоритмов, размножения, роста и развития и других физиологических процессов. У рыб эпифиз представляет собой комплекс, состоящий преимущественно из фоточувствительных клеток, обладающий фоточувствительными и эндокринными функциями. Биосинтез мелатонина начинается с триптофана и включает ферменты триптофан гидроксилазу (TPH), ароматическую L-аминокислотную декарбоксилазу (AAAD), арилалкиламин-N-ацетилтрансферазу (AANAT) и ацетилсеротонинметилтрансферазу (ASMT). В своей предыдущей работе, основанной на сравнительной геномике многих позвоночных, мы обнаружили, что системная эволюция генов, кодирующих эти четыре энзима синтеза мелатонина, в целом соответствует эволюции видов позвоночных, что свидетельствует о высокой консервативности этих генов (как и самого мелатонина). Интересно, что у рыб значительно увеличилось количество копий генов этих катализаторов, при этом их число у тетраплоидных и диплоидных рыб не всегда составляет 2:1, что связано с утратой некоторых генов после репликации генома у рыб. Кроме того, в большинстве геномов рыб были выявлены новые гены, такие как aaad-like и asmt-like, которые, возможно, имеют новые функции; у некоторых катализаторных генов наблюдаются делеции, сдвиги рамки считывания или псевдогенизация, что может повышать приспособленность видов к специфическим средам обитания, таким как пещеры или глубоководье. В настоящем обзоре основное внимание уделено работам нашей группы за последние десять лет, в которых обобщены системная эволюция и физиологические функции генов систем синтеза мелатонина у рыб, с целью углубленного понимания влияния мелатонина на репродуктивную эндокринологию рыб и оказания помощи в улучшении развития гонад, искусственного размножения и молекулярного селекционного отбора рыб.

мелатонин; ферменты синтеза мелатонина; системная эволюция; физиологические функции; механизмы адаптации