Исследователи Школы наук Университета Индианы и Университета Пердью в Индианаполисе секвенировали геном черной мясной мухи, насекомого, обычно встречающегося в Соединенных Штатах, на юге Канады и в некоторых частях Северной Европы.
Черные мясные мухи используются в экологических, медицинских и судебно-медицинских целях, функционируя как переработчики природы, как очистители ран и как судебные хронометристы. Они имеют синий или зеленый блеск и по размеру похожи на обычных комнатных мух.
Обнаружено, что женский геном содержит 8 312 генов; в мужском геноме было 9 490 генов.
«В черных мясных мухах (научное название Phormia regina) нет ничего особенного, но это отсутствие уникальности - вот почему ученые заинтересованы в их изучении», - сказала Кристин Пикард, доцент биологии и судебно-медицинский эксперт, возглавлявшая команда, секвенировавшая геном.
Пикард предлагает следующую аналогию, чтобы объяснить свой исследовательский интерес к черным мясным мухам: «Если вы заинтересованы в изучении конкретной человеческой болезни, например, вы не начинаете с изучения людей с этим заболеванием. Вы начинаете с изучая здоровых людей, а затем вы ищете различия между здоровыми и больными, чтобы убедиться, что любые наблюдаемые вами различия действительно связаны с болезнью, а не с другими факторами.
Первый шаг - выяснить, что такое норма. Вот почему я изучаю эту муху уже десять лет, а последние пять лет мы работаем над секвенированием ее генома: потому что это, по сути, ничем не примечательная насекомое. Он не делает ничего ненормального. Секвенировав геном черной мясной мухи, мы предоставляем важный ресурс для всех исследователей, изучающих других насекомых с необычными или опасными характеристиками, таких как виды мух, которые смертельно нападают на домашний скот».
Черные мясные мухи - это активные насекомые, которые выполняют три задачи, приносящие пользу человеку: перерабатывают падаль, обеззараживают человеческие раны и откладывают яйца на только что умерших телах. У них нет вредного или паразитического поведения.
Черные мясные мухи питаются разлагающейся плотью и помогают поедать мертвых позвоночных в окружающей среде. Личинки черной мясной мухи, или личинки, используются в медицине для обработки человеческих ран, поскольку насекомые физически удаляют мертвые ткани, одновременно выделяя противомикробные соединения в рану. Обладая превосходным чутьем на запах недавно отмерших тканей, черные мясные мухи обычно являются первыми насекомыми, которые колонизируют человеческое тело, часто в течение нескольких минут после смерти. Самки откладывают яйца на недавно умерших трупах, устанавливая «часы», которые позволяют судебно-медицинским экспертам оценить посмертный интервал или минимальное время после смерти.
Другие проекты по картированию генов проводились крупными, часто международными консорциумами, при этом одна группа работала над одним аспектом, а другие над другими аспектами в рамках совместного проекта. Секвенирование генома черной мясной мухи IUPUI в основном проводилось в течение четырех лет докторантом биологии Энн Андере под наставничеством Пикарда при участии биологов Техасского технологического университета Р. Н. Платт II и Дэвид А. Рэй.
«Последовательность генома Phormia regina Meigen (Diptera: Calliphoridae): значение для медицинских, ветеринарных и судебно-медицинских исследований» опубликована в Интернете в BMC Genomics. Аспирант Андере является первым автором. Пикард, автор корреспонденции, является доцентом кафедры биологии и программы криминалистики и следственных наук. Она работает на стыке судебной энтомологии и молекулярной биологии.
Насекомые составляют чуть более половины всех живых видов на Земле. В 2011 году была запущена инициатива i5K по секвенированию геномов 5000 насекомых и других членистоногих в течение пяти лет. Однако до сих пор было секвенировано только 239 геномов членистоногих, и теперь доступен геном черной мясной мухи.
«Теперь, когда мы описали геном, - сказал Пикард, - я планирую продолжить работу, направленную на лучшее понимание изменчивости популяции черной мясной мухи от места к месту, и показать, как вариации влияют на оценки посмертного интервала, с цель сделать эти важные определения более точными."
Пикард сказал, что картирование генома черной мясной мухи также поможет исследователям лучше понять чувствительность и устойчивость к инсектицидам. Знание генома продвинет понимание противомикробных соединений, выделяемых этими специфическими насекомыми.
Результаты картирования генов черной мясной мухи, полученные в IUPUI, были депонированы в базе данных архива последовательностей чтения Национального центра биотехнологической информации и доступны для исследователей во всем мире.