Nauka i technika

Genom w centrum uwagi: kot rybacki (Prionailurus viverrinus)

  • 22 grudnia, 2022
  • 6 min read
Genom w centrum uwagi: kot rybacki (Prionailurus viverrinus)


Akażdy, kto myśli, że koty nienawidzą wody, najwyraźniej nigdy nie spotkał kota rybaka (Prionailurus viverrinus). Te średniej wielkości (5–17 kg) koty z Azji Południowej i Południowo-Wschodniej czują się równie dobrze w wodzie, jak i na lądzie, są zdolne do pływania na duże odległości zarówno na powierzchni, jak i pod nią. W niewoli zaczynają bawić się w wodzie już w wieku dwóch miesięcy, a kiedy są w pełni dorosłe, około trzy czwarte ich diety pochodzi z ryb.

Na nieszczęście dla tych wyjątkowych kotów mokradła, na których polegają, znikają, a wiele z tych, które pozostają, jest zanieczyszczonych lub zajętych przez ludzi, którzy postrzegają koty jako konkurencję dla ryb złowionych i hodowanych w akwakulturze. Na przykład w jednym badaniu przeprowadzonym w Tajlandii 84 procent kotów wędkarskich, które były wyposażone i śledzone za pomocą obroży radiowych, zostało zabitych.

Ze względu na niezliczone zagrożenia, przed którymi stoją koty, na całym świecie ustanowiono programy hodowli w niewoli. I to właśnie pozwoliło naukowcom zauważyć przynajmniej jedno zagrożenie dla zwierząt w niewoli: raka.

W przeciwieństwie do swoich udomowionych kuzynów, trzymane w niewoli koty rybackie są podatne na raka przejściowokomórkowego (TCC), raka dolnych dróg moczowych. Naukowcy podejrzewali, że ich podatność na tę chorobę może mieć podłoże genetyczne, ponieważ populacje lęgowe składają się ze stosunkowo niewielkiej liczby zwierząt, a zatem mogą charakteryzować się niską różnorodnością genetyczną. Ale aby znaleźć geny powodujące choroby, badacze potrzebują narzędzi genomicznych – narzędzi, które są teraz dostępne dla kotów łowiących ryby, dzięki wysokiej jakości genomowi referencyjnemu opublikowanemu jako bioRxiv przedruk 18 listopada .

Warto przeczytać!  Ogromna wartość badawcza muszek owocowych: ScienceAlert

Genom został złożony z odczytów PacBio HiFi z układami chromosomów określonymi za pomocą wychwytu chromatyny Hi-C. W sumie 96,3 procent złożonego genomu 2,46 Gb zostało przypisane do chromosomów, a analiza BUSCO oszacowała, że ​​sekwencja jest kompletna w 93,5 procentach.

Uzbrojeni w solidny genom, naukowcy rozpoczęli poszukiwania potencjalnych genów związanych z TCC w kohorcie 11 kotów rybackich, z których 5 miało TCC. Najpierw szukali kociej wersji ośmiu ludzkich genów związanych z rakiem pęcherza, obserwując warianty zmiany sensu czterech z tych genów w grupie TCC —BRCA1, BRCA2, CZEK2oraz bankomat. Ale BRCA2 wyróżniał się, ponieważ zespół znalazł dwa warianty zmiany sensu u wszystkich zwierząt dotkniętych TCC. Jednak warianty były również obecne u połowy kotów kontrolnych, więc zespół nie był w stanie stwierdzić, że warianty są odpowiedzialne za zwiększone ryzyko TCC u zwierząt. Dodatkowe pobieranie próbek genomu, które staje się coraz bardziej przystępne cenowo, „pomoże wyjaśnić przyczynowe warianty ryzyka” – podsumowują autorzy.

Autorzy twierdzą, że badanie służy jako szablon do wykorzystania ogromnej wiedzy zgromadzonej na temat chorób ludzkich w celu rozróżnienia etiologii chorób innych zwierząt, dodając, że wyniki takich porównań mogą kierować decyzjami dotyczącymi krycia i ostrzegać opiekunów zwierząt o szczególnie wysokim ryzyku przyszłej choroby.

A takie odkrycia nie są ulicą jednokierunkową: odkrycia zwierząt mogą rzucić światło na tajemnice ludzkiego zdrowia. Inni badacze zauważyli, że koci TCC ma kluczowe podobieństwa z ludzkim rakiem, więc dalsze badania nad TCC u kotów rybackich mogą pewnego dnia doprowadzić do głębszego zrozumienia tego raka u ludzi, który jest odpowiedzialny za około 95 procent wszystkich przypadków raka pęcherza i zabija każdego roku ponad 15 000 osób w Stanach Zjednoczonych.

Warto przeczytać!  Planety bez gwiazd mogą mieć księżyce odpowiednie do życia

Drugie miejsce:

Północny robak wojskowy (Mythimna separata)

Północna ćma Armyworm w liściach

Północny robak wojskowy (Mythimna separata)

Ćmy Armyworm otrzymały dziwny przydomek, ponieważ mają tendencję do rozprzestrzeniania się w linii i przejadania się przez trawiaste siedliska – zachowanie, które może uczynić je niszczycielskimi szkodnikami rolniczymi w Azji i Australii. Ale dorosłe osobniki są znane z czegoś innego: ich długich, nocnych migracji. Ćmy przelatują do 1400 km w jedną stronę, orientując się bez niektórych kluczowych pomocy nawigacyjnych gatunków migrujących w ciągu dnia, takich jak słońce i wizualne punkty orientacyjne. Naukowcy od dawna zastanawiali się, w jaki sposób zwierzęta się orientują, a także w jaki sposób napędzają tak uciążliwe loty. Teraz mogą wreszcie mieć narzędzia do ujawnienia tych tajemnic: chiński zespół badawczy stworzył referencyjny genom na poziomie chromosomu dla gatunku, a także zaprojektował wydajny system edycji genów, który może majstrować przy tym genomie, zgodnie z badaniem opublikowane 20 grudnia w Raporty komórkowe. Genom o wielkości 170,3 Gb, który szacuje się na 98 procent kompletności, został złożony z długich odczytów PacBio, z chromosomami określonymi za pomocą Hi-C. Następnie zespół wyciszył geny uważane za zaangażowane w magnetorecepcję, co zakłóciło ich zdolność do orientacji w nocy. Zespół wykorzystał również swój system edycji genów do zbadania ubarwienia ćmy; wybicie genu blady zaowocowało lżejszymi ćmami, jednocześnie wybijając heban doprowadziło do ciemniejszych skórek. „Udany nokaut blady oraz heban nie tylko potwierdza ich odpowiednie role w kształtowaniu cechy melanizacji, ale także pokazuje wykonalność wysokowydajnego systemu manipulacji genami do przyszłych badań funkcjonalnych i zastosowania zarządzania genetycznego tym niszczycielskim gatunkiem szkodników” – piszą autorzy w artykule.

Warto przeczytać!  Naukowcy odkrywają zależną od wieku i regionu mózgu ekspresję genów ryzyka schizofrenii

Paznokieć górski z wybrzeża (Oreohelix idahoensis)

Przybrzeżny Mountainsnail

Paznokieć górski z wybrzeża (Oreohelix idahoensis)

Skały wapienne, takie jak wapień i marmur, są niezbędnymi składnikami do produkcji cementu. Ale ludzie nie są jedynymi zwierzętami, które lubią wysysać skały: siedliska wapienne często zawierają różnorodne, wyspecjalizowane ekosystemy. Wydaje się, że w szczególności ślimaki górskie wielokrotnie promieniowały do ​​siedlisk wapiennych, a wiele gatunków specjalizuje się obecnie w podłożach wapiennych. Jeden taki gatunek w przybrzeżnym Mountainsnail (Oreohelix idahoensis), który jest endemiczny dla siedlisk wapiennych w północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób ten gatunek przystosował się do swojego bogatego w węglany środowiska, naukowcy zebrali genom ślimaka o wielkości 5,4 Gb z długich odczytów PacBio i 10x połączonych odczytów Genomics. Jak donoszą 2 grudnia br Genomika BMC, jest to największy dotychczas zebrany genom mięczaka. Jest to również najbardziej powtarzalne, z długimi końcowymi powtórzeniami stanowiącymi ponad 57 procent sekwencji. Rzeczywiście, oszacowano, że zawartość powtórzeń jest 2- do 3-krotnie wyższa w przybrzeżnym ślimaku górskim niż w dwóch spokrewnionych ślimakach niewapiennych. Odkrycie „jest bezprecedensowe w genomice mięczaków i rzuca nowe światło na to, jak zawartość elementów transpozycyjnych może się różnić w różnych mięczakach” – piszą autorzy. „Zgłoszone tutaj zasoby genomowe umożliwią dalsze badania mechanizmów genomicznych leżących u podstaw specjalizacji skał wapiennych i ewolucji zawartości elementów transpozycyjnych wśród mięczaków”.


Źródło