Naukowcy przeprowadzili sekwencję bezpłciowego robaka, którego linia sięga 18 milionów lat

Anonim

Zespół naukowców po raz pierwszy zsekwencjonował maleńkiego robaka, który należy do grupy wyłącznie aseksualnych gatunków, które powstały około 18 milionów lat temu - co czyni ją jedną z najstarszych żyjących linii znanych zwierząt bezpłciowych. Praca pokazuje, w jaki sposób udało jej się uniknąć ewolucyjnego ślepego zaułka, zwykle spotykanego przez organizmy, które nie angażują się w seks.

"Naukowcy próbowali zrozumieć, jak niektóre zwierzęta mogą przetrwać miliony lat bez seksu, ponieważ taka ścisła, długotrwała abstynencja jest bardzo rzadka w świecie zwierząt" - wyjaśnia profesor David Fitch, jeden z współautorów badań. "Zjawisko to jest istotne w zrozumieniu genetyki ewolucyjnej, ponieważ jest sprzeczne z powszechnie akceptowanym poglądem, że rozmnażanie płciowe jest wymagane, aby wyeliminować szkodliwe mutacje i przystosować się do zmieniającego się środowiska."

"Na przykład, w krótkim okresie dziedziczenie kopii genów obu rodziców zwykle zapewnia dobre ubezpieczenie przeciwko mutacjom, które mogą zabić funkcję jednej z kopii genów - proces zwany komplementarnością" - kontynuuje Fitch. "W dłuższej perspektywie, potomstwo poprzez stosunek umożliwia adaptację do zmieniających się warunków w czasie, ponieważ powoduje zmienność poprzez tasowanie genetyczne lub rekombinację, jednak ponieważ takie tasowanie nie występuje w gatunkach bezpłciowych, mają tendencję do szybkiego wymarcia. była to od dawna tajemnica w biologii, jak niektóre zwierzęta aseksualne przetrwały tyle pokoleń. "

Badania, prowadzone przez naukowców z Centrum Biologii Genomiki i Biologii NYU oraz Centrum Biologii Genomicznej i Komputerowej Duke University, ukazują się w czasopiśmie Current Biology.

Świeżo zsekwencjonowany robak, Diploscapter pachys, jest maleńkim, przezroczystym, wolno żyjącym glistnikiem i blisko spokrewnionym z Caenorhabditis elegans, organizmem powszechnie używanym do badań biomedycznych.

W przeciwieństwie jednak do C. elegans, D. pachys jest bezpłciowy.

Dokonując tego ustalenia, naukowcy wykorzystali DNA do wyprowadzenia genealogii, która ujawniła, że ​​D. pachys należy do grupy wyłącznie aseksualnych gatunków, które powstały około 18 milionów lat temu.

Bliższe zbadanie, w jaki sposób D. Pałys się rozmnaża, zespół badawczy odkrył, że podobnie jak wiele innych organizmów bezpłciowych, proces wytwarzania komórek rozrodczych - plemników lub komórek jajowych - został zmodyfikowany w celu zapobiegania rekombinacji lub przetasowania wynikającego z rozmnażania płciowego.

"Zasadniczo zwierzęta same się klonowały" - wyjaśnia Fitch. Ponadto, gdy naukowcy badali jego chromosomy, odkryli coś jeszcze bardziej zaskakującego: była tylko jedna para chromosomów.

Bliscy krewni, tacy jak C. elegans, mają 5-7 chromosomów, ale jedna para chromosomów, jak mówią naukowcy, jest tak rzadka w organizmach wyższych, że tylko dwa inne gatunki zwierząt są znane z tym schorzeniem: mrówka i pasożytnicza obleńca.

Naukowcy zdecydowali się na sekwencjonowanie genomu D. pachys w celu zbadania struktury pojedynczego chromosomu, czy to przez utratę, czy przez połączenie wielu chromosomów przodków.

Ich wyniki wykazały, że D. pachys łączy sześć chromosomów swojego przodka w jeden chromosom i pomija pierwszy podział mejozy, w którym geny są rekombinowane, aby potomstwo zachowało wysoką różnorodność genetyczną rodziców.

"W ten sposób tajemnica długowieczności wydaje się w dużej mierze rozwiązana: D. pachys przezwycięża wady reprodukcji bezpłciowej, utrzymując zmienność genetyczną, a wraz z nią komplementację", wyjaśnia Fitch. "Jak na ironię, osiąga się to, upewniając się, że nie ma rekombinacji między kopiami genów, a jeśli tak, to różnice między kopiami genów mogą zostać utracone. W rzeczywistości, D. pachys pozbył się kilku genów wymaganych do wytworzenia kopii genu. maszyneria rekombinacyjna, która istnieje w organizmach seksualnych. "

menu
menu