МАДРІД, 25 лютого (EUROPA PRESS) -
Вчені завершили геном антарктичного крижаного крижаного риба, відкривши генетичне вікно до види, які еволюціонували, щоб вижити при мінусовій температурі.
Дослідницька група з 22 вчених, серед яких вісім співавторів з Університету Орегона (UO), очолювана біологом Джоном Постлвейт, публікує свою доповідь у журналі 'Екологія природи та еволюція'.
На дорослій жінці дослідники нанесли на карту 30 773 кодуючих білок генів і те, як вони розташовані вздовж хромосом. Карта вказує на гени, які адаптувались або зникли в міру того, як риби акліматизувалися до збільшення концентрації кисню. коли Південний океан охолонув до нинішньої середньої температури -1,67 градусів Цельсія.
Сом чорний ("Chaenocephalus aceratus") належить до сімейства крижаних риб, яке довгий час бентежило вчених. Їм бракує функціональних генів гемоглобіну, а це означає є білокровними та не мають червоного білка, який несе кисень у крові всіх інших тварин із хребтом.
Вони існують у постійному стані анемії. Вони мають великі серця і низьку мінеральну щільність кісток, що робить колючки м’якими. У людини ці ознаки зазвичай вказують на захворювання. Однак ці адаптації допомагають рибам вижити, говорить Послетвейт, почесний професор біології та член Інституту нейрології UO.
Крижана риба, за його словами, є прикладами того, що Чарльз Дарвін назвав "залишками давнього життя". Вони відокремилися від колючих предків, втрачаючи багато характеристик, загальних для їхніх предків, в процесі їх розвитку. Серед генів, які зникли в середині нічних місяців і місяців сонячного світла в полярній області, були гени, пов'язані з циркадними ритмами.
Шляхи, з якими вони справляються, зазначає Постлетуейт, можуть дати зрозуміти проблеми зі здоров’ям працівників нічних змін. На думку Послетвейта, численні пристосування, які також включають здатність виробляти антифризні білки, зробити крижаних риб гідними детального вивчення та порівняння стану здоров’я людини.
"Зараз, ми зможемо використати цей геном, щоб дізнатись, як риби розвинули ці очевидно патогенні ознаки на свою користь --Постлетвейт каже. Розуміння того, як ці риси виникли за час еволюції у крижаних риб, може допомогти нам зрозуміти, як виникають подібні риси: втрата кісткової маси, зниження здатності виробляти клітини крові, проблеми з кровоносною системою та ожиріння у старіючих людей під час розвитку ".
Постлетуейт підняв ідею вивчення таких адаптацій у виду, щоб отримати уявлення про механізми захворювання людей та можливі нові методи лікування в статті під назвою "Залишки стародавнього життя: генетичні варіанти, вивчені природним відбором", яка була опублікована в липні Випуск журналу «Генетика» за 2015 рік. Незабаром після того, як його обрали для отримання премії Джорджа Бідла від Генетичного товариства Америки.
СТАБІЛЬНІСТЬ ЗМІСТУ 24 ХРОМОСОМ
У рамках проекту геному дослідники зібрали крижаних чорноплавців, які в середньому становлять близько 12 дюймів (30,48 сантиметрів), з різних глибин біля станції Кінг Седжонг та Західної протоки Брансфілд уздовж Антарктичного півострова. Поряд з геномною ДНК, взятою у жінки, РНК витягували з 12 тканин (мозок, око, зябра, серце, кишечник, нирки, печінка, м’язи, яєчники, шкіра, селезінка та шлунок), щоб допомогти зрозуміти, які гени використовує кожен. Орган.
Значну частину секвенування ДНК завершила група співавтора Хюна Парка з Корейського інституту полярних досліджень в Інчхоні, Корея, та Уес Уоррен з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, США. Секвенування РНК та генетична карта риб проводились у дослідницьких лабораторіях UO та в Центрі геноміки та характеристики клітин UO.
Дослідники пишуть, що збірка геному та карта зв'язків виявляють надзвичайну стабільність вмісту всіх 24 хромосом серед кісткових риб, включаючи медаку (японська рисова риба), європейського морського окуня та чорношкірого чорного рибу, що охоплює 110 мільйонів років, особливо порівняно з хромосомними змінами у ссавців у той самий проміжок часу. Найбільша розбіжність стосувалася генів крижаних риб та морського окуня, що свідчить про зміни холоду.
Крижана риба та інші нототенідні риби зазнали генетичних змін, які виробляли антифризи, щоб допомогти їм вижити, адаптація, виявлена в 70-х роках Артуром ДеВрізом з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн. Завершені карти допомагають помістити це відкриття в геномний контекст, стверджують дослідники.
"Крижана риба виникла з донних риб, які не мали плавального міхура, органу, який розвивається, як наші легені, але потім втрачає прикріплення до глотки і наповнюється газом", - пояснює Постлетуейт. Більшість риб, крім тих, що харчуються знизу, у них він є, і вони допомагають їм утримувати своє положення у товщі води ".
Коли більшість видів риб вимерли навколо Антарктиди, коли води охололи, за його словами, крижана риба еволюціонувала, щоб зайняти товщу води Південного океану. Одною з найбільших проблем, з якою вони зіткнулися, було додавання дна без плавального міхура.
"Вони, ймовірно, обмежили мінералізацію ваших кісток, найщільнішої частини нашого тіла, і накопичилися ліпіди, які легші за воду. Це як оливкова олія, що плаває над водою в каструлі, коли готуєте спагетті", - поставив Постлетвейт як приклад.