Nejkratší genom hmyzu - reakce na chlad a sucho

V Antarktidě, která je domovem zvláštního druhu Chironomidae komárů (Belgica Antarktida), který je endemický na tomto obtížném terénu a je největším pravda půdy (nikdy opustit povrch Země) zvířata tento bílý kontinent.

Tento malý hmyz (délka méně než 5 milimetrů) nemá křídla, a téměř všichni dva roky své době pupation drží v ledu Antarktidy. Stávat dospělých jedinců, to je asi 7 až 10 dní, kámo, položí vejce a umírají.

Vědci sekvenován genom Spojených států neobvyklých tvorů a zjistil, že má nejkratší genetický kód veškerého hmyzu světě - zhruba 99 milionů párů bází. předchozí "šampionů" - cootie a parazit z čety Strepsiptera - stojí 105 milionů a 108 bp, v uvedeném pořadí.

Jak vědci zjistili, v genomu chironomids postrádá mnoho segmentů a opakující se prvky DNA, které nejsou odpovědné za produkci proteinů, ale jsou také v genetickém kódu většiny ostatních zvířat.

Dva členové druhu Belgica antarctica (foto Richard E. Lee).

Pravděpodobně podnikání v drsném prostředí, naznačuje David Denlinger (David Denlinger), profesor entomologie, evoluce, ekologie a biologie na Ohio State University organismy. Absence takového "zavazadla" může být odpověď na chladných a suchých podmínek života hmyzu.

"oni "kousali" gen ke kosti a snižuje na minimum, které bylo dříve považováno za nemožné. Bude zajímavé sledovat, zda je exponátem je tak malé genomy dalších antarktických extremophiles nebo jedinečný rys-chironomids. I když nevíme,", - řekl profesor.

Všechny části DNA, které nejsou přítomny v těchto hmyzích mistrů, genetika je často nazýván "nevyžádané DNA", Zpočátku, vědci nebyli jasné, jakou funkci plní, ale nyní vědci musí pochopit tuto otázku. Zejména "nevyžádané DNA" odpovědné za regulaci genů, a podílí se na mnoha procesech spojených s onemocněním.

Možná, že její nedostatek "přírůstky"Tak důležité pro živé organismy, ale stále má některé výhody? Pomáhá člen druhu B. Antarktidě přežít?

Zejména vytrvalostní chironomids mají larvální stádium (fotografie Richard E. Lee).

"Zatímco my nerozumíme, co jsou náklady, jak se zbavit tohoto zavazadla. Ale vypadá to, že mnoho výhod"- řekl Denlinger.

Je zajímavé, genom chironomids navzdory své malé hmotnosti obsahuje funkční geny - asi 13500 (stejně jako v mnoha jiných hmyzu).

Všimněte si, že profesor a jeho tým mají zájem členů druhu B. Antarktidy není náhodná. Mají zájem o práci proteinů tepelného šoku. Tyto sloučeniny pomáhají žijící na území nejchladnějších částí země bytosti odolávat nízkým teplotám. Nicméně, ve většině organismech se objevují jen ve stresu, a po zahřátí velmi rychle přestane být produkován. Těla chironomids aby jim neustále, dokud nejsou v larválním stadiu.

Vědci hledají larvy B. Antarktidy (foto Peter Rejcek).

Dále je záznam krátký genom může snadno vyrovnat se se ztrátou 70% jeho tělesné vlhkosti. Ostatní hmyz obvykle nemají překonat bariéru 20%.
"Vypadají jako malé sušené rozinky, pak jsme lom jim vodu, bobtnají a nadále žít, jako by se nic nestalo, - říká Denlinger - schopnost přenést tak vysoký stupeň dehydratace - jeden z klíčových podmínek pro přežití při nízkých teplotách. Nějak tyto hmyzí buňky nadále fungovat v normálním režimu",

V článku publikovaném v časopise Nature Communications, entomologové napsal, že patogeny či dravci, které ohrožují životní chironomids v jejich přirozeném prostředí, byly identifikovány. Oni sami jíst výkaly bohatý na dusík tučňáky, řas a bakterií. Ale nepřátelé jsou hořké zima, suchý vzduch a vysoké hladiny ultrafialového záření.

Tajemství přežití hmyzu budou užitečné pro lidi, věří skupina Delinger. Například pro vývoj technik ochrany při transplantaci orgánů. Možná vědci následně moci vytvořit technologie, které pomáhají chránit tkáně před škodlivými účinky nízkých teplot.