У крошечного рачка геном маленький, но очень необычный. У него много генов, которые отвечают на состояние окружающей среды. Ученые полагают, что из дафнии можно сделать генный сенсор на загрязнения.
Дафния (Daphnia pulex)Геном миниатюрного пресноводного рачка дафнии (Daphnia pulex), секвенированием и анализом которого занималась большая международная команда, преподнес исследователям несколько сюрпризов. Им посвящена статья в Science. С одной стороны, у дафнии очень маленький геном – его размер составляет всего 200 Мб (200 миллионов пар оснований). С другой стороны, он содержит очень много генов – ученые насчитали почти 31 тысячу. Для сравнения, геном человека размером около 3 миллиардов пар оснований содержит, по разным оценкам, от 23 до 28 тысяч генов.
Международный консорциум по расшифровке генома дафнии (Daphnia Genomics Consortium) возглавили Центр геномики и биоинформатики Университета штата Индиана в Блумингтоне (Indiana University Bloomington) и Объединенный институт генома Министерства энергетики (Department of Energy's Joint Genome Institute, DOE JGI) в Калифорнии. С проектом можно ознакомиться на сайте.
«У дафнии оказалось больше генов, чем у человека, и больше, чем у любого животного, геном которых прочитан на сегодняшний день», — говорит Игорь Григорьев, руководитель группы генома эукариот DOE JGI. Анализируя результаты, ученые поняли, в чем причина такого несоответствия между размером ДНК и числом генов. «У дафнии так много генов, потому что большая их часть представлена несколькими копиями, — объясняет Джон Колборн (John Colbourne), лидер проекта и директор геномного центра Университета штата Индиана. – Число копий генов у дафнии примерно втрое выше, чем у других беспозвоночных, и на 30% выше, чем у человека».
На примере дафнии ученые впервые увидели, что копии одного и того же гена изменяются и начинают выполнять разные функции. Исследователи предполагают, что сначала копии кодируют те же самые белки, что и оригиналы, но затем дубли довольно быстро мутируют и начинают производить другие белки.
Нашелся ответ и на вопрос, почему геном дафнии так компактен. Оказалось, у нее очень короткие интроны – части ДНК, не несущие информации о строении белка. Из ее генома словно выжато все лишнее.
Более трети кодирующих белки генов у дафнии уникальны — ученые до сих пор не находили таких генов в живых организмах. Большая часть новых генов оказалась связана с экологическими функциями – с приспособлением дафнии к окружающей среде.
Дафния интересна биологам тем, что она играет важную роль в пресноводных экосистемах. На ней держится пищевая цепочка, так как рачок служит кормом рыбам и другим организмам. Дафнии очень хорошо приспособлены к среде обитания и отвечают на изменения условий среды изменением своего метаболизма, поведения и цикла развития. Название рачок получил в честь древнегреческой нимфы Дафны – девственницы, так как в определенных условиях дафния переходит от полового размножения к клонированию женских особей.
Дафния – точный индикатор состояния окружающей среды. Если она чувствует себя плохо или начинает изменяться, налицо химическое загрязнение водоема. В лаборатории на основе дафний созданы тест-системы для определения уровня загрязнения воды.
Такие свойства делают дафнию перспективным модельным организмом в новой области – геномике среды (Environmental Genomics), считают ученые. На ней можно будет изучать, как гены взаимодействуют со средой. Она может стать не просто индикатором, но генным индикатором на загрязнения. Дафния – хороший сенсор, так как экспрессия многих ее генов изменяется в зависимости от состава окружающей среды. Поскольку женские особи, размножающиеся клонированием, содержат один и то же набор генов, помещая какие-то из них в воду с загрязнителем, а другие в чистую воду, можно получить генный ответ на этот загрязнитель.
Такой сенсор, как можно ожидать, найдет применение в экологии и медицине для охраны здоровья человека. Эти перспективы выглядят реальными, потому что из всех изученных беспозвоночных дафния разделяет с человеком больше всего генов.
Дафния — первое ракообразное, геном которого биологи секвенировали. Сравнение его с уже прочитанными геномами дрозофилы и медоносной пчелы позволит биологам проследить эволюцию членистоногих.
Источник: Infox.ru
Голос Лебедя-кликуна
17-05-2017 Просмотров:5395 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Ученые биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили, как изменяются относительные размеры органов насекомых в процессе в процессе миниатюризации — уменьшения размеров тела насекомых в ходе эволюции. Проведенная работа показала, что минимальные достижимые размеры насекомых...
02-07-2013 Просмотров:9809 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Все крокодилы обладают своеобразными поверхностными рецепторами, которые располагаются у них на голове. Кроме того, они размещаются в роговых щитках, покрывающие всё тело животного. Эти щитки состоят из кератина, кроме того,...
12-03-2011 Просмотров:14196 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Melosira arctica живёт в толще арктических плавучих льдов и, как выяснилось, замедляет их таяние с помощью выделяемой слизи «Патлы» водорослей под арктическими льдами (фото Louise Murray) Арктические льды кишат жизнью. Это...
18-07-2014 Просмотров:7551 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые рассмотрели мозг представителя загадочных аномалокарисов, крупных хищников, бороздивших океаны более 500 млн лет назад. Оказалось, что эти существа были ближе к бархатным червям, чем к членистоногим. Отпечаток АномалокарисаРезультаты исследования, проведенного...
30-11-2012 Просмотров:10645 Новости Генетики Антоненко Андрей
Геном человека не сидел зря последние пять тысяч лет. Население росло в геометрической прогрессии, и новые генетические мутации возникали с каждым поколением. И теперь мы обладаем замечательным обилием редких генетических...
Плотоядные динозавры-тероподы были крупнейшими наземными хищниками в истории Земли. Американские палеонтологи предложили неожиданную версию того, как тираннозавры, аллозавры и их не менее зубастые родственники достигли своих впечатляющих размеров. Головы разнообразных теропод…
Палеонтологи разглядели на отпечатке древней птицы, жившей 48 млн лет назад, копчиковую железу, а также выявили молекулярные следы жиров для смазки перьев, которые эта железа секретировала. Сохранившаяся копчиковая железа птицы из…
Древние предки млекопитающих – знаменитые диметродоны с парусом на спине – предпочитали темное время суток и были преимущественно ночными хищниками. К таким выводам пришли американские ученые, внимательно изучившие строение глаз…
Ученые нашли еще одно доказательство теории теплокровности динозавров. Температура их тела достигала 36-38 градусов. Правда, возможно, теплокровность гигантских динозавров связана не с интенсивным обменом веществ, а всего лишь с размерами. Брахиозавр …
Защита всех видов, находящихся под угрозой исчезновения, обойдётся миру в $4 млрд в год. К вопросу о биоразнообразии: экспозиция Американского музея естественной истории (фото Dan McKay)Если вам этого мало, то вот…
150 млн лет назад на вершине европейской морской пищевой цепи находились огромные крокодилы, один из которых разрывал добычу, а другой засасывал. Изображение Дмитрия БогдановаPlesiosuchus и Dakosaurus были настолько жуткими хищниками, что…
Палеонтологи открыли новый вид динозавров, который получил название Ubirajara jubatus. Это маленькие шустрые динозавры с торчащими из плеч шипами. Ubirajara jubatusУченые предположили, что шипы вряд ли имели какое-то техническое предназначение, и могли использоваться в качестве украшения…
Когда пчела находит цветы, в которых много нектара, она возвращается в улей и сообщает товарищам, куда лететь. Примерно так же, по словам учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США), поступают…
Цзяньчжи Чжан (Jianzhi Zhang) из Мичиганского университета и его коллеги из Китая в ходе генетических исследований обнаружили, что у пингвинов отсутствует способность воспринимать сладкий и горький вкусы, а также вкус…
Вверх