他們的DNA揭示了驚人的緩步動(dòng)作的秘密
新的基因組序列揭示了緩慢移植(也稱為水熊或苔蘚仔豬)的起源,以及在極端條件下生存的非凡能力的基因。由分別來(lái)自蘇格蘭愛(ài)丁堡大學(xué)和日本京王大學(xué)的Mark Blaxter和Kazuharu Arakawa領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組已經(jīng)仔細(xì)地將兩個(gè)緩和物種的DNA代碼拼接在一起,他們的結(jié)果將在7月27日公開(kāi)發(fā)表的一篇文章中公布。訪問(wèn)期刊PLOS Biology。
Tardigrades是微型動(dòng)物,以其驚人的承受完全脫水的能力而聞名,幾年后當(dāng)水再次出現(xiàn)時(shí)復(fù)活。一旦干燥,它們就被凍結(jié)在冰中,暴露在輻射下,被送入太空真空......然后它們又恢復(fù)了生機(jī)。
最近,當(dāng)有人提出他們的DNA是動(dòng)物和細(xì)菌的混合物時(shí),它們變得更加著名,使它們成為“弗蘭肯斯坦”雜交種。這項(xiàng)新的研究現(xiàn)在已經(jīng)讓弗蘭肯斯坦的觀點(diǎn)得到了解決,認(rèn)為緩步的DNA看起來(lái)“正常”,沒(méi)有證據(jù)表明這些特殊動(dòng)物使用非凡的手段來(lái)生存。以前他們可能從細(xì)菌中攝取大量外源基因的想法被證明僅僅是由于污染。
但對(duì)于一個(gè)緩和的“正常”來(lái)說(shuō)仍然是神秘而令人興奮的。長(zhǎng)度不到一毫米,緩速距離太小,不能留下化石,但是使用新的基因組,科學(xué)家們能夠探索DNA可以告訴他們動(dòng)物生命樹(shù)在哪里存在。Tardigrades是一種獨(dú)特的動(dòng)物,其最近的親屬是節(jié)肢動(dòng)物(昆蟲,蜘蛛及其盟友)和線蟲(蛔蟲)。但哪個(gè)最接近?雖然公認(rèn)的觀點(diǎn)是它們的四對(duì)粗短腿使它們與節(jié)肢動(dòng)物的關(guān)系更加密切,但DNA證據(jù)顯然強(qiáng)烈地支持與線蟲更緊密的親緣關(guān)系。
然后研究人員研究了一組基因 - 即所謂的HOX基因 - 用于在胚胎中制定從鼻子到尾巴的模式。動(dòng)物中通常有大約十種不同的HOX基因,每種基因都涉及不同的鼻 - 尾模式部分。他們發(fā)現(xiàn),緩徙者缺少5個(gè)HOX基因,并且大多數(shù)線蟲也缺少相同的5個(gè)基因。這可能是巧合,也可能是進(jìn)一步證明緩徙與線蟲密切相關(guān)的證據(jù)。
也有可能鑒定出緩解組織用來(lái)抵抗干燥不利影響的基因。通過(guò)詢問(wèn)在干燥過(guò)程中哪些基因被打開(kāi),科學(xué)家們可以識(shí)別出一組蛋白質(zhì),它們似乎取代了細(xì)胞失去的水分,有助于保持微觀結(jié)構(gòu),直到水再次可用。其他蛋白質(zhì)看起來(lái)像是保護(hù)了緩慢移動(dòng)的DNA免受損傷,并且可以解釋為什么它們可以在輻射中存活。
“我已經(jīng)被這些微小的,可愛(ài)的動(dòng)物迷住了二十年。終于擁有真正的基因組并開(kāi)始理解它們真是太棒了。與Kazuharu Arakawa和他的日本同事一起工作也很棒 - 科學(xué)是真正的全球化,我們共同實(shí)現(xiàn)了令人興奮的事情,“Mark Blaxter教授說(shuō)。“這只是一個(gè)開(kāi)始 - 通過(guò)DNA藍(lán)圖,我們現(xiàn)在可以了解到緩和動(dòng)物如何抵抗極端情況,并且可能在生物技術(shù)和醫(yī)療應(yīng)用中使用它們的特殊蛋白質(zhì)。”
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