Cel mai scurt genomul unei insecte - un răspuns la frig extrem și secetă

În Antarctica, acasă la un tip special de țânțari chironomid (Belgica antarctica), care este endemică pentru acest teren dificil și este cel mai mare teren adevărat (nu lăsați suprafața pământului) animalele acest continent alb.

Această insectă mică (o lungime mai mică de 5 milimetri) nu are aripi, și aproape toți cei doi ani ai perioadei sale de pupation deține în gheața din Antarctica. Devenind persoane adulte, este de aproximativ 7 până la 10 zile, se împerechează, depun ouă și să moară.

Oamenii de stiinta au esalonate in genomul al Statelor Unite ale creaturi neobișnuite și a constatat că el a avut cel mai scurt codul genetic al toată lumea insectelor - aproximativ 99 milioane de perechi de baze. precedent "campioni" - Cootie și parazit din strepsiptera echipa - costa 105 milioane și 108 pb.

Așa cum oamenii de știință au descoperit în genomul chironomidofaunei lipsesc multe segmente și elemente ADN repetitive care nu sunt responsabile pentru producerea de proteine, dar, de asemenea, găsite în codul genetic al majorității celorlalte animale.

Doi membri ai speciei Belgica (fotografie Richard Antarctica E. Lee).

Probabil, de afaceri într-un mediu dur, sugerează David Denlinger (David Denlinger), profesor de entomologie, evolutie, ecologie și biologie la organisme Ohio State University. Absența unui astfel de "bagaje" poate fi răspunsul la condiții de frig și uscate ale vieții de insecte.

"ei "ros" gena la nivelul osului și a redus la minimum, care anterior a fost considerat imposibil. Acesta va fi interesant pentru a vedea dacă expoziția este genomuri atât de mici de alte extremofile Antarctica, sau o caracteristica unica-chironomidofaunei. In timp ce noi nu știm", - a spus profesorul.

Toate părțile ale ADN-ului, care sunt absente în aceste insecte campioni, genetica este adesea numit "ADN-ul nedorită". La început, oamenii de știință nu au fost clar ce funcție îndeplinește, dar acum cercetătorii trebuie să înțeleagă această întrebare. În particular, "ADN-ul nedorită" responsabil pentru reglementarea de gene și este implicat în mai multe procese asociate cu boala.

Poate că lipsa ei "adăugări"Deci, important pentru organismele vii, dar încă mai are unele avantaje? Ajută membru al speciei B. Antarctica supraviețui?

Mai ales chironomidofaunei de anduranță poseda stadiul larvar (foto Richard E. Lee).

"In timp ce noi nu înțelegem, ce este costul de a scăpa de acest bagaj. Dar se pare ca o mulțime de avantaje"- a spus Denlinger.

Curios, chironomidofaunei genomului ciuda masei sale mici conține gene funcționale - aproximativ 13.500 (ca în multe alte insecte).

Rețineți că profesorul și echipa sa sunt interesați de membri ai speciei B. Antarctica nu este intamplatoare. Ei au fost interesați de activitatea proteinelor de șoc termic. Acești compuși ajuta trăiesc pe teritoriul cele mai reci părți ale ființelor Pământului pentru a rezista la temperaturi scăzute. Cu toate acestea, în cele mai multe organisme care apar doar sub stres, iar după încălzirea destul de repede încetează să mai fie produse. Organele chironomidofaunei le fac în mod constant, până când acestea sunt în stadiul larvar.

Deci, oamenii de știință caută larve de B. antarctica (foto Peter Rejcek).

În plus, există un genom scurt înregistrare poate face față cu ușurință cu pierderea de 70% umiditate corpului său. Celelalte insecte în mod normal nu depășească bariera de 20%.
"Ei arata ca stafide mici, apoi le-am Lom apa, ele se umfla și continuă să trăiască ca și cum nimic nu sa întâmplat, - spune Denlinger - Abilitatea de a transfera un astfel de grad ridicat de deshidratare - una dintre condițiile esențiale pentru supraviețuire la temperaturi scăzute. Cumva aceste celule de insecte continuă să funcționeze în modul normal".

Într-un articol publicat in revista Nature Communications, entomologi a scris ca agenti patogeni sau prădători care amenință viața-chironomidofaunei în habitatul lor natural, au fost identificate. Ei se mananca excrementele bogate în azot pinguini, alge și bacterii. Dar inamicii sunt reci amar, aer uscat și un nivel ridicat de radiații ultraviolete.

Secretele de supraviețuire insecte va fi util pentru oameni, grupul încrezător Delinger. De exemplu, pentru dezvoltarea unor tehnici de conservare în transplantul de organe. Poate că oamenii de știință să fie ulterior posibilitatea de a crea tehnologii care vor ajuta la protejarea țesutului de efectele dăunătoare ale temperaturilor scăzute.