Najkratší genóm hmyzu - reakcia na chlad a sucho

V Antarktíde, ktorá je domovom osobitného druhu Chironomidae komárov (Belgica Antarktída), ktorý je endemitom na tomto ťažkom teréne a je najväčším pravda pôdy (nikdy opustiť povrch Zeme) zvieratá tento biely kontinent.

Tento malý hmyz (dĺžka menej ako 5 milimetrov) nemá krídla, a takmer všetci dva roky svojej dobe pupation drží v ľade Antarktídy. Stávať dospelých jedincov, to je asi 7 až 10 dní, kamoš, položí vajcia a umierajú.

Vedci sekvenovania genóm Spojených štátov neobvyklých tvorov a zistil, že má najkratšiu genetický kód všetkého hmyzu svete - zhruba 99 miliónov párov báz. predchádzajúca "šampiónov" - cootie a parazit z čaty Strepsiptera - stojí 105 miliónov a 108 bp, v uvedenom poradí.

Ako vedci zistili, v genóme chironomids chýba mnoho segmentov a opakujúce sa prvky DNA, ktoré nie sú zodpovedné za produkciu proteínov, ale sú tiež v genetickom kóde väčšiny ostatných zvierat.

Dvaja členovia druhu Belgica antarctica (foto Richard E. Lee).

Pravdepodobne podnikania v drsnom prostredí, naznačuje David Denlinger (David Denlinger), profesor entomológia, evolúcie, ekológie a biológie na Ohio State University organizmy. absencia takéhoto "batožinu" môže byť odpoveď na chladných a suchých podmienok života hmyzu.

"oni "hrýzli" gén ku kosti a znižuje na minimum, ktoré bolo predtým považované za nemožné. Bude zaujímavé sledovať, či je exponátom je tak malé genómy ďalších antarktických extremophiles alebo jedinečný rys-chironomids. Aj keď nevieme,", - povedal profesor.

Všetky časti DNA, ktoré nie sú prítomné v týchto hmyzích majstrov, genetika je často nazývaný "nevyžiadanej DNA", Spočiatku, vedci neboli jasné, akú funkciu plní, ale teraz vedci musia pochopiť túto otázku. najmä "nevyžiadanej DNA" zodpovedné za reguláciu génov, a podieľa sa na mnohých procesoch spojených s ochorením.

Možno, že jej nedostatok "prírastky"Tak dôležité pre živé organizmy, ale stále má niektoré výhody? Pomáha člen druhu B. Antarktíde prežiť?

Najmä vytrvalostné chironomids majú larválne štádium (fotografie Richard E. Lee).

"Zatiaľ čo my nerozumieme, čo sú náklady, ako sa zbaviť tohto batožinu. Ale vyzerá to, že mnoho výhod"- povedal Denlinger.

Je zaujímavé, genóm chironomids napriek svojej malej hmotnosti obsahuje funkčné gény - asi 13500 (rovnako ako v mnohých iných hmyzu).

Všimnite si, že profesor a jeho tím majú záujem členov druhu B. Antarktídy nie je náhodná. Majú záujem o prácu proteínov tepelného šoku. Tieto zlúčeniny pomáhajú žijúci na území najchladnejších častí krajiny bytosti odolávať nízkym teplotám. Avšak, vo väčšine organizmoch sa objavujú len v strese, a po zahriatí veľmi rýchlo prestane byť produkovaný. Telá chironomids aby im neustále, kým nie sú v larválnom štádiu.

Vedci hľadajú larvy B. Antarktídy (foto Peter Rejcek).

Ďalej je záznam krátky genóm môže ľahko vyrovnať sa so stratou 70% jeho telesnej vlhkosti. Ostatné hmyz zvyčajne nemajú prekonať bariéru 20%.
"Vyzerajú ako malé sušené hrozienka, potom sme lom im vodu, bobtnajú a naďalej žiť, ako by sa nič nestalo, - hovorí Denlinger - schopnosť preniesť tak vysoký stupeň dehydratácia - jeden z kľúčových podmienok pre prežitie pri nízkych teplotách. Nejako tieto hmyzie bunky naďalej fungovať v normálnom režime",

V článku publikovanom v časopise Nature Communications, entomológovia napísal, že patogény, dravce, ktoré ohrozujú životné chironomids v ich prirodzenom prostredí, boli identifikované. Oni sami jesť výkaly bohatý na dusík tučniaky, rias a baktérií. Ale nepriatelia sú horké zima, suchý vzduch a vysoké hladiny ultrafialového žiarenia.

Tajomstvo prežitie hmyzu budú užitočné pre ľudí, verí skupina Delinger. Napríklad pre vývoj techník ochrany pri transplantácii orgánov. Možno vedci následne môcť vytvoriť technológie, ktoré pomáhajú chrániť tkanivá pred škodlivými účinkami nízkych teplôt.