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
14-02-2013 Просмотров:12207 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Мы знаем, что биоразнообразие — это хорошо, но часто это лишь следствие из сугубо теоретических рассуждений. Получить экспериментальные подтверждения положительного влияния биоразнообразия на экосистему порой нелегко. Причина этого — в...
23-11-2010 Просмотров:11776 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Вниманию офидиофобов: учёные впервые разобрались в летающих змеях. Chrysopelea paradisi (фото kin_onn.) Украшенная древесная змея (Chrysopelea), как известно, способна планировать с дерева на дерево. Обитает эта прелесть в Юго-Восточной и Южной...
19-04-2013 Просмотров:11024 Новости Генетики Антоненко Андрей
Древнейшая из ныне живущих рыб раскрыла свои генетические секреты: исследователи из Института Броада (США) сообщают в журнале Nature, что им удалось расшифровать геном латимерии. Чучело латимерии в Венском музее естествознания (фото...
05-10-2012 Просмотров:11148 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Активность генов, определяющих ход биологических часов, зависит от активности «часовых» нейронов. Гипоталамус, один из важных центров, связывающих суточные ритмы нейронов с эндокринной системой (рисунок Roger Harris)Наши суточные ритмы строятся множеством генов,...
25-06-2013 Просмотров:11177 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Прототипом сказочных единорогов считается вымерший носорог эласмотерий, единственный среди своих родственников обладатель рога, растущего не на конце морды, а прямо посередине лба. Предка этого удивительного зверя раскопали совсем недавно на...
Энтомологи сумели построить эволюционное древо, включающее в себя все известные на сегодня виды двукрылых. Бескрылое двукрылое — кровососущий паразит рунец овечий (Melophagus ovinus) (фото Carolina Biological) По словам самих учёных, создана…
Ученые из Новосибирского государственного университета (НГУ) и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН подтвердили гипотезу о существовании палеоконтинента Арктиды на месте Северного ледовитого океана, сообщает пресс-служба университета со ссылкой на публикацию в журнале Precambrian…
Как ни странно, да. Количество полов у одноклеточной инфузории Tetrahymena thermophila достигает семи, и каждый... может «иметь дело» с любым другим. Инфузория тетрахимена «какого-то-там» пола (фото wcityw) Tetrahymena thermophila относится к…
Птицы ощущают инфракрасное излучение, исходящее от урагана, считает американский орнитолог Генри Стреби (Henry Streby). В ходе эксперимента пять золотокрылых певунов, снабженных датчиками, внезапно снялись с места, — оказалось, что чтобы улететь от бури,…
Почти у всех живых существ есть биологические часы, регулирующие работу организма в зависимости от времени суток, и растения тут не исключение. В конце концов, для кого ещё, как не для…
Климатологи проанализировали колебания температуры на Земле за последние два миллиона лет, и пришли к выводу, что сегодня на планете царят максимально высокие температуры за последние 120 тысяч лет, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. "Если климат сегодня работает…
Все растения Земли не стали смертельно ядовитыми для вредителей из-за того, что производство токсинов крайне негативно влияет на скорость роста и размножения, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале PNAS. "Мы впервые показали, что огромные "вложения" в оборону…
Экологи впервые увидели, как растение убегает от того, кто хочет его съесть. Этим растением оказалась фитопланктонная водоросль, спасающаяся от инфузории-хищника. Водоросль Heterosigma akashiwo (фото Википедии)Хотя планктонные организмы не могут сопротивляться морским…
Полюса холода. Фото: NASAАмериканское космическое агентство (NASA) проанализировало данные с метеорологических спутников, полученные за последние 32 года, и выявило полюса холода — места на планете, где температура десятки раз за…
Вверх