Największy zsekwencjonowany genom zwierzęcy — a zaledwie 1 chromosom ma rozmiar całego genomu ludzkiego
Naukowcom udało się zsekwencjonować największy znany genom zwierzęcy — jest on 30 razy większy od genomu ludzkiego.
Genom należy do południowoamerykańskiej ryby dwudysznej (Lepidosiren paradoksalny)pierwotny, oddychający powietrzem ryba który „wskakuje” na ląd z wody, używając dziwnych, przypominających kończyny płetw. Kod DNA ryby rozszerzył się dramatycznie w ciągu ostatnich 100 milionów lat historii ewolucji, gromadząc równowartość jednego ludzkiego genomu co 10 milionów lat, odkryli badacze.
Odkrycia te mogą rzucić światło na sposób, w jaki genomy rozprzestrzeniają się w drzewie życia.
Ryby dwudyszne są czasami nazywane „żywymi skamieniałościami”, ponieważ istnieją od setek milionów lat. Uważa się, że są gatunkiem najbardziej spokrewnionym z pierwszymi czworonogami, przodkami wszystkich kręgowców. Przodkowie ci prawdopodobnie wykształcili kończyny i wypełzli na ląd około 370 milionów lat temu w okresie dewońskim (419 milionów do 359 milionów lat temu), Nauka zgłosiła.
Wcześniej naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie genomów innych gatunków ryb dwudysznych, w tym australijskiej ryby dwudysznej (Neoceratodus forsteri). Następne na liście były afrykańskie ryby dwudyszne (Przedplecze przyczółkowe) I (L. paradoksa), którego genom jest dwa razy większy od genomu jego oddychających powietrzem krewnych z innych kontynentów.
Zespół opisał genom południowoamerykańskiej ryby dwudysznej 14 sierpnia w czasopiśmie NaturaOkazuje się, że te oddychające powietrzem ryby mają w swoich genomach aż 91 miliardów par zasad, czyli liter DNA.
To wystarczająco dużo liter, aby wypełnić 100 000 książek. Jednak tylko 20 000 genów faktycznie koduje białka, co oznacza, że reszta może być w większości śmieciami, jak wykazały badania. Ponad 90% materiału genetycznego składało się z elementy transpozycyjne (TE) lub wysoce powtarzalne „skaczące” geny, które zostały skopiowane z innego miejsca w genomie.
Naukowcy ustalili również, dlaczego genomy dwudysznych ryb rozrosły się tak gwałtownie w ciągu ostatnich 100 milionów lat. Okazuje się, że południowoamerykańskie dwudyszne ryby miały kluczowe geny, które tłumią TE, które organizmy mogły odziedziczyć po wirusach dawno temu.
Noszenie ze sobą tak dużego bagażu genetycznego może być problematyczne.
„To musi być ogromny koszt dla zwierzęcia” Axel Meyerbiolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Konstancji, opowiedział magazynowi Science„Wszystkie oprócz jednego z 19 chromosomów tej ryby dwudysznej mają rozmiar całego ludzkiego genomu, więc potrzeba dużo energii, aby skopiować to DNA. A jądro i komórka, które je otaczają, muszą być większe”.
Z drugiej strony, dodatkowe DNA może się przydać, gdy zwierzęta muszą dostosować się do zmieniającego się środowiska, powiedział Meyer. Dzieje się tak, ponieważ TE mogą zwiększać lub zmniejszać ekspresję genów, umożliwiając szybszą adaptację.
Choć ryba dwudyszna może być rekordzistką największego znanego genomu zwierzęcego, nie posiada największego genomu w ogóle. Ten zaszczyt należy do dziwna paproć, która ma w swoim genomie 160 miliardów liter — ponad 50 razy więcej liter niż te, które można znaleźć w komórkach ludzkich.
A ta konkretna ryba dwudyszna może nie być rekordzistą największego genomu zwierzęcego przez długi czas. Marmurkowata ryba dwudyszna (Przedplecze etiopskie) może mieć genom o 50% większy od tego, Klaus-Peter Stelzerbiolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Innsbrucku w Austrii, który nie był zaangażowany w badanie, powiedział Science. Oczywiście gatunek będzie potrzebował sekwencjonowania genomu, zanim będzie można to potwierdzić.
