A tardigrádok olyan állatok, amelyek szélsőségesen virágzik. Vízmedvékként vagy moha-malacokként is ismert, a vízi, mikroszkopikus gerinctelen állatok túlélik a fagyás és forrási hőmérsékleteket, valamint a világűr kemény körülményeit. A kiszáradt tardigrád már csak víz hozzáadásával lehet újraéleszteni - akár évtizedekkel később is. Minden kontinensen megtalálhatók, beleértve az Antarktist is, és olyan környezetben élnek, amely a legmélyebb óceáni árkoktól a legforróbb sivatagokig a Himalája tetejéig terjed.
kapcsolodo tartalom
- Az emberi nemi kromoszómák hanyag DNS-cserék
- Hogyan marad fenn az apró vízbőr a világűrben?
Most a tudósok felfedezték, hogy a tardigrádoknak újabb szélsőséges állításuk van a hírnévre: Genomuk az ismert állatfajok legidegensebb DNS-ét tartalmazza.
Ahelyett, hogy az összes gént örökölték őseiktől, a tardigrádok genetikai felépítésük hatodik részét független növényekből, baktériumokból, gombákból és régészekből kapják, a kutatók ma a PNAS-ban számolnak be. A bizarr mashup rávilágít arra a tényre, hogy a fajok sokkal kevésbé lineáris módon alakulhatnak ki, mint általában vélték.
"Amikor a legtöbb ember az élet sokszínűségére és a genetikai információk áramlására gondol, akkor egy olyan fa képét ábrázolja, amelynek nagy ágai generálnak kisebb ágakat, de az végtagok között nincs kapcsolat" - mondja Thomas Boothby, az Élettudományi Kutatási Alapítvány doktori posztdoktor tagja az észak-karolinai egyetem, a Chapel Hill. "Megkezdjük rájönni, hogy az élet fája helyett inkább helyénvaló az élet hálójára gondolkodni."
Boothby a tardigrade genomhoz fordult abban a reményben, hogy feltárja a lények szélsőséges túlélési stratégiáinak legalapvetõbb alapjait. Minden gén katalogizálásához először kollégáival kivonta és szekvenálta a rövid DNS-darabokat ezer tardigrádból. Számítógépes program segítségével összefűzték ezeket a szekvenciákat, hogy a kódot teljes egészében elkészítsék.
"Amikor ezt megtettük, először láttuk, hogy sok gén van úgy, mintha nem állatokból származnának" - mondja Boothby. "Bélreakciónk az volt, hogy összezavargott valamit, és valószínűleg megfertőzte a mintát."
A kettős ellenőrzés érdekében a csoport a polimeráz láncreakcióhoz fordult, egy módszerrel, amely csak akkor amplifikálja a genetikai anyag célzott régióit, ha azok egyeznek a specifikus primerekkel. Ebben az esetben meg akarták tudni, hogy képesek-e az állati és baktériumok géneit egyetlen egységként amplifikálni, ami csak akkor lehetséges, ha ugyanazon genomban fizikailag kapcsolódnak egymáshoz. "Több mint 100 génhez csináltuk, 98 százalékos sikerrel" - mondja Boothby.
Meggyőződve arról, hogy a genom olvasása helyes, a csoport rekonstruálta a specifikus génszekvenciák evolúciós őseit. Ez megerősítette, hogy az idegen géneknek valójában csak az volt, ahelyett, hogy magukat a tardigrádok fejlesztették volna ki.
"Az eredmények meglehetősen egyértelműen mondták nekünk, hogy az idegennek tűnő gének valójában nem állatokból származnak" - mondja Boothby.
A tardigrade gének 17, 5% idegen anyagból készültek. Ezen furcsa gének többsége baktérium eredetű - a tardigrád genetikai felépítésében a fajok ezreit képviselik. Számos génről ismert vagy feltételezett, hogy szerepet játszanak az eredeti tulajdonosok stressztűrésében.
"Úgy gondolom, hogy az eredmények rendkívül meglepőek" - mondja Andrew Roger, a kanadai Dalhousie Egyetem biológusa. „Elképesztő és példátlan” az, hogy egy állat génjeinek ilyen nagy részét megszerezheti idegen forrásokból.
Egyes esetekben az idegen gének ténylegesen felváltották a tardigradekat, míg másokban a tardigrádok megtartották a saját változatukat, de egyetlen vagy több példányt építettek be egy vagy több baktériumfajból. "Arra gondolunk, hogy ez nem volt egyszeri esemény, de valószínűleg folyamatban volt, és ma is megtörténhet." - mondja Boothby.
A tardigrádok génjeik akár 17, 5% -át független szervezetekből nyerik. (STEVE GSCHMEISSNER / Tudományos fotókönyvtár / Corbis) A kutatók évek óta tudják, hogy a baktériumok és más mikrobák bekapcsolódhatnak a vízszintes génátadásba - a genetikai anyag cseréjéhez nem kapcsolódó fajok között. De a tudósok csak a közelmúltban kezdték felismerni, hogy a genetikai fejlõdés ezen módja állatokban is megtörténhet.
A tardigrádokhoz képest más állatok genomjai, beleértve az embereket is, nagyon kevés idegen anyagot tartalmaznak. Mostanáig a rotiferák - egy másik mikroszkópos víziállat - 8–9 százalékot tartottak a rekordon. A tardigrádok és a rotiferák esetében az idegen gének nagy adagja valószínűleg jelentős szerepet játszik abban, hogy kiváló túlélési képességekkel gazdagítsák őket.
"Ha képesek megszerezni a DNS-t a stresszes környezetben már élő szervezetektől, akkor képesek lesznek felvenni ugyanazokat a trükköket" - mondja Boothby. Az azonban pontosan nem ismeretes, hogy a tardigrádok hogyan tudták magukkal burkolni oly sok idegen genetikai anyagot.
Boothby és kollégái azt gyanítják, hogy szerepet játszhatnak az állatok kiszáradási és újraélesztési képessége. Amikor a tardigrádok kiszáradnak, genomjaik fragmentálódnak. Miután az életadó folyadék helyreállította őket, a sejteket körülvevő membránok egy ideig szivárognak maradnak, és mivel a sejtek gyorsan javítják saját genomjukat, véletlenül működhetnek a környezet valamelyik DNS-jében.
„Ez a cikk megerősíti a teljes genom tanulmányozásának fontosságát, amelyet itt egy szokatlan, de nagyon érdekes és gyakran elhanyagolt állatmodellre alkalmazunk” - mondta Roberto Bertolani, az olaszországi Modena és Reggio Emilia Egyetem evolúciós állatorvosa.
"Egy érdekes elem, amelyet a szerzők megemlítenek, a kiszáradás, a membránszivárgás és a DNS-törések közötti lehetséges kapcsolat, amely hajlamos arra, hogy ezek az állatok sok idegen gént beépítsenek és integráljanak."
Jelenleg ez csak egy hipotézis, ezért Boothby meg akarja vizsgálni ezt és a többi fennálló kérdést. Ezzel az extrém teremtménnyel végzett munkája még jobb képet adhat az emberek számára a túlélésről: A tardigrád gének tanulmányozása egy nap elősegítheti olyan gyógyszerek és oltások fejlesztését, amelyeket már nem kell a jégen tartani, hanem ehelyett kiszáríthatók és helyben újraéleszthetők. vidéki klinika vagy válságzóna.
