S otevřenými póry, destruktivní a zcela přestaví jeho genom

Podle nových údajů získaných v průběhu výzkumného týmu z Princeton University, v přírodě, tam je jedinečný jednobuněčný organismus, který může zcela zničit a obnovit jejich genom. Tak má neobvyklou schopnost tvořit Oxytricha trifallax, obývající ve stojatých vodách.

Jediná buňka těla obsahuje DNA z téměř čtvrt milionu bází, a všechny z nich jsou vytvořena, pokud jde o krytí. Genom O. trifallax uloženy ve formě izolovaných genetických jednotek, a po páření se nové kombinace DNA z 225 tisíců drobných vláken. To vše nastane během asi 60 hodin.

"schopnost těla rozebrat a rychlá montáž vlastních genů je velmi obtížné pro jakoukoli formu života. A skutečnost, že tato schopnost má jeden z nejjednodušších organismů na Zemi, jen podtrhuje skutečnou rozmanitost života na naší planetě"- říká vedoucí autor studie Laura Landweber (Laura Landweber), profesor ekologie a evoluční biologie na Princetonské univerzitě.

Podle vědců tento organismus - life příklad pokusu přejít na složitější evoluční úroveň, zbývající jednobuněčný. Existují i ​​další příklady genomu reorganizace v přírodě, ale O. trifallax, rozhodně drží rekord složitostí provádění tohoto zaměření.

Z praktického hlediska je O. trifallax je modelový organismus. Jednobuněčný může sloužit jako model pro pochopení toho, jak chromozomů u vyšších organismů, například lidí, "rozpadat" a jít zpět. Takový mechanismus by mohl uskutečnit v průběhu vývoje rakovinných nádorů. Avšak zatímco dynamika reorganizaci chromozomů v nádorových buňkách může být nepředvídatelné a chaotické, O. trifallax ukazuje uspořádaná vzor rekonstrukce chromozomů.

Jednobuněčné organismy O. trifallax obývají rybníky na povrchu řas a lze přestavět jejich genom, jako mozaika (obr John Bracht, Americká univerzita Robert Hammersmith, Ball State University).

"Pokud jde o lidské tělo, reorganizace genomu je téměř vždy špatná věc, protože striktní pořadí výstavby bází DNA je přerušeno. Ale jednobuněčný organismus používá biologických mechanismů, jejichž cílem je sekvenování chromozomy k výstavbě nového genu, který není horší než staré"- vysvětluje Landweber, který používá metodu sekvenování, Pacific Biosciences, která umožňuje "přečíst" dlouhých jednotlivých molekul.

Biologové, kteří neměli účast v této studii, argumentují, že práce Landweber a její kolegové ukazují, že genetická informace organismu mohou podstoupit významné změny před tím, než bude skutečně použita k vytvoření živé buňky komponenty.

Kromě složitosti jejich genetické manipulace, O. trifallax má následující charakteristikou. Jedná se o velké velikosti buněk, která je asi 10 krát průměrná velikost lidských buňkách. Také organismus obsahuje dvě jádra namísto jedné, a samy o sobě nemohou regulovat jádra buňky vnitřních operací, a obvykle obsahují DNA a geny jsou předány na potomstvo při přehrávání.

O. trifallax jednotlivá buňka zůstává aktivní DNA během jednoho pracovního jádra a používá druhou skladování "archiv" genetický materiál a přenést ji na další generaci. Že genom druhé jádro, tzv zárodečné reorganizace podrobí následné vytvoření nového pracovního jádra potomstvo.

"Je zajímavé, že O. trifallax využívá párování proces pouze pro výměnu genetické informace, ale nikoli pro vlastní reprodukci. Při sexu oba organismy sloučeny dohromady sdílet polovinu své genetické informace. Každá buňka má za cíl nahradit stárnoucí geny a nové využití pro materiál svého partnera. Nicméně, obě buňky vybudovat nové pracovní jádro pak s aktualizovanou sadou chromozómů. To je omlazuje a diverzifikovat genetického materiálu, což je velmi dobré pro budoucnost těla"- říká Landweber v tiskové zprávě.

Příslušníci druhu O. trifallax páří pouze pro výměnu genetické informace (foto Wikimedia Commons).

Během tohoto procesu, smíšené genů v jádře zárodečné linie seřazeny formy a asi 225 tisícům malých DNA segmentů, z nichž každý slouží k obnovení jejich partneři omlazení chromozómy. Práce vědců ukázaly, že miliony nekódující RNA molekuly z předchozí generace na pomoc v tomto procesu, značení a třídění segmenty DNA ve správném pořadí.

"Neméně pozoruhodné a velmi složitost genomu. V O. trifallax DNA obsahuje asi 16000 aktivní chromozomy v jádru, zatímco lidské buňky mají pouze 46 chromozómů. Většina z chromozomů těla obsahují pouze jeden gen, ale i tyto geny mohou hrát důležitou roli v biologických procesech. Každý gen buňky může sestávat z jakékoliv kombinace jednotlivých segmentů DNA v počtu od jedné do 245"- Landweber říká, jehož práce byla publikována v odborném časopise Cell.

Výjimečné genetika O. trifallax jí umožňuje odkázat pouze zdravé věci. Z tohoto důvodu je tělo je velmi běžné na celém světě. Podle vědců, lidské tělo má hodně co učit od nich jednobuněčný.

Je možné, že jednoho dne biologie a genetika bude chápat v tomto procesu tak dobře, že ji použít k vytvoření jedinečného geneticky modifikovaných organismů.