MADRID, február 25. (EUROPA PRESS) -
A tudósok befejezték az antarktiszi fekete uszonyos jéghal genomját, kinyitva egy genetikai ablakot olyan fajták, amelyek túlélés céljából alakultak ki a szubzérus hőmérsékleten.
A 22 tudósból álló kutatócsoport, köztük az Oregoni Egyetem (UO) nyolc társszerzője, John Postlethwait biológus vezetésével publikálja jelentését a folyóiratban „Természetökológia és evolúció”.
Egy felnőtt nőből a kutatók 30 773 fehérjét kódoló gént térképeztek fel, és azt, hogy ezek hogyan helyezkednek el a kromoszómák mentén. A térkép azokra a génekre mutat, amelyek alkalmazkodtak vagy eltűntek, amikor a halak egyre növekvő oxigénkoncentrációhoz akklimatizálódtak. amikor a Déli-óceán a jelenlegi átlagban -1,67 Celsius-fokos hőmérsékletre hűlt.
A feketeúszójú harcsa ('Chaenocephalus aceratus') a jéghalak családjába tartozik, amely régóta zavarba ejti a tudósokat. Hiányoznak a funkcionális hemoglobin gének, ami azt jelenti fehérvérűek és hiányzik a vörös fehérje, amely az összes többi gerincvel rendelkező állat vérében oxigént szállít.
Állandó vérszegénységben léteznek. Nagy a szívük és alacsony a csontok ásványianyag-sűrűsége, amely puhává teszi a tüskéket. Emberben ezek a tulajdonságok általában betegségre utalnak. Ezek az adaptációk azonban segítik a halakat a túlélésben - mondja Postlethwait, a biológia emeritus professzora és az UO Idegtudományi Intézetének tagja.
A jéghalak szerinte példák arra, amit Charles Darwin az "ősi élet maradványainak" nevezett. Elszakadtak a tüskés ősöktől, és fejlődésük során elvesztették az ősalakjukra jellemző számos jellemzőt. Az éjszakai hónapok közepén eltűnt gének és a napfény hónapjai a sarki régióban a cirkadián ritmushoz kapcsolódtak.
A megbirkózás módja - írja a Postlethwait - betekintést nyújthat az éjszakai műszakban dolgozók egészségügyi problémáiba. A Postlethwait szerint a számos adaptáció, amely magában foglalja a fagyálló fehérjék előállításának képességét is, tegye a jéghalakat alapos tanulmányozásra és az emberi egészséggel való összehasonlításra.
"Most, képesek leszünk kihasználni ezt a genomot, hogy megtudjuk, hogyan fejlesztették ki a halak ezeket a látszólag patogén tulajdonságokat a javukra --Postlethwait mondja. Annak megértése, hogy ezek a tulajdonságok hogyan alakultak ki az icefish evolúciós ideje alatt, segíthet abban, hogy megértsük, hogyan jelennek meg hasonló tulajdonságok: csontvesztés, csökkent vérsejttermelő képesség, keringési rendszer problémái és elhízás az öregedő emberekben a fejlődés idején ".
Postlethwait felvetette az ilyen adaptációk tanulmányozásának ötletét egy fajban, hogy betekintést nyerhessen az emberi betegség mechanizmusaiba és az esetleges új terápiákba egy cikkben, amely az "Ősi élet maradványai: A természetes szelekció által vizsgált genetikai variánsok" címet viselő cikkben júliusban jelent meg. A „Genetika” magazin 2015. évi száma. Röviddel ezután megválasztották az Amerikai Genetikai Társaság George W. Beadle-díjának megkapására.
24 KROMOSZMA TARTALMÁNAK STABILITÁSA
A genom projektben a kutatók fekete uszonyos jéghalakat gyűjtöttek, átlagosan körülbelül 12 hüvelyk hosszúak (30,48 centiméter), különböző mélységekből a Sejong király állomás és az Antarktisz-félsziget mentén fekvő Bransfield nyugati szoros közelében. A nősténytől vett genomi DNS mellett 12 szövetből (agy, szem, kopoltyúk, szív, belek, vese, máj, izom, petefészek, bőr, lép és gyomor) RNS-t nyertek ki, hogy megértsék, melyik gént használják mindegyik szerv.
A DNS-szekvenálás nagy részét Hyun Park társszerzője fejezte be a koreai Incheonban, a Koreai Polar Kutatóintézetben, és Wes Warren a washingtoni egyetemen, az amerikai St. Louis-ban. A halak RNS-szekvenálását és genetikai térképét az UO kutatólaboratóriumaiban és az UO Genomikai és Sejtjellemző Központjában végeztük.
A kutatók azt írják, hogy a genom-összeállítás és az összekapcsolódási térkép mind a 24 kromoszóma tartalmának figyelemre méltó stabilitását tárja fel a csontos halak között, beleértve a medakát (japán rizshalat), az európai tengeri rákot és a feketeúszójú feketehalat. Különösen a kromoszómaváltozásokhoz képest emlősökben ugyanabban az időszakban. A legnagyobb eltérés az icefish és a tengeri sügér génjeit érintette, ami a hideg változásaira utal.
A jéghalak és más notothenid halak genetikai változásokon mentek keresztül, amelyek fagyálló fehérjéket termeltek a túlélés elősegítése érdekében. Ezt az adaptációt az 1970-es években fedezte fel Arthur DeVries, az Illinoisi Egyetem Urbana-Champaign-tól. A befejezett feltérképezés segít ezt a felfedezést genomi kontextusban elhelyezni, állítják a kutatók.
"A jéghalak olyan fenékig élő halakból fejlődtek ki, amelyeknek nem volt úszóhólyagja, egy olyan szerv, amely a tüdőnkhöz hasonlóan fejlődik, de ezután elveszíti a garathoz való kötődését, és gázzal töltődik be." alsó, van egy, és segítenek megőrizni helyzetüket a vízoszlopban ".
Amikor a legtöbb halfaj kihalt az Antarktisz körül, amikor a vizek lehűltek, szerinte jéghalak alakultak ki, hogy elfoglalják a Déli-óceán vízoszlopát. Az egyik legnagyobb kihívás, amellyel szembesültek, hozzáteszi, az volt, hogy úszóhólyag nélkül szálltak ki az aljáról.
"Valószínűleg korlátozták csontjaid, a testünk legsűrűbb részének mineralizálódását és a felhalmozódott lipideket, amelyek könnyebbek, mint a víz. Olyan, mintha olívaolaj lebegne a víz tetején egy serpenyőben, és éppen spagettit főzne" - fogalmazta meg Postlethwait példa.