Дицеемиды, микроскопические паразиты, состоящие из 30 клеток, являются промежуточными существами. С их основным трехчастным планом тела они более сложны, чем одноклеточные простейшие, но значительно менее сложны, чем многоклеточные метазои - животные царства Animalia. Тем не менее, простой состав этих так называемых мезозоев не означает простой жизни.
Например, дицемиды удаляют гены для сохранения энергии и изменения способа полового размножения.
Выращивание в почечном мешке осьминога не кажется таким уж роскошным, но для дициемиды это дом, где все включено. В мешочке они могут питаться мочой и размножаться бесполым и половым путем. Когда популяция в мешке становится слишком плотной, дициемиды становятся половыми. Личинки, произведенные половым путем, отличаются от личинок, произведенных бесполым размножением: половые личинки покидают хозяина в поисках нового осьминога, чтобы позвонить домой, и как только новый хозяин найден, цикл продолжается. Однако ученые до сих пор не уверены, почему этот простой организм ведет такой сложный образ жизни.
Исследователи из Окинавского института науки и технологий, последипломного университета (OIST) и Осакского университета расшифровали последовательность генома дицемид, что дало ключевое представление о не очень простом образе жизни паразитов. Исследование, опубликованное в журнале Genome Biology and Evolution, поможет пролить свет на некоторые из этих загадок.
проф. Нори Сато из отдела морской геномики OIST и бывший аспирант доктор Цай-Минг Лу совместно с исследователем дицемидов доктором Хидетакой Фуруя из Осакского университета секвенировали паразита.
Исследование началось в Осаке, где ученые отправились на местный рыбный рынок и купили живых осьминогов. Полученные головоногие были затем доставлены в лабораторию, где ученые собрали их мочу с помощью пипетки.
Затем они извлекли дицемиды из мочи, осторожно удалив клетки осьминога, чтобы убедиться, что образцы чистые.
«Мы промыли клетки соленой водой и отделили их», - сказал Лу. «Это повторялось несколько раз, чтобы удалить как можно больше клеток осьминога. Наконец, мы взяли особей дицемидов одну за другой под микроскопом, чтобы получить образцы для секвенирования».
Однако даже на этом этапе очистки получение чистого образца дицемидов было сложной задачей.
"Очень сложно исключить все клетки осьминога из образцов дицемидов, однако получить чистый образец осьминога намного проще, поэтому мы выделили геномную ДНК", - сказал Лу.
Это препятствие добавило к исследованию два года работы, но исследователи в конечном итоге получили четкий результат: они секвенировали геномы обоих организмов и, поскольку геном осьминога уже был секвенирован, они смогли его извлечь. чтобы получить последовательность паразита.
Команда обнаружила, что геном дицемид сильно сокращен по сравнению с другими паразитами. Например, у этих паразитов всего четыре так называемых Hox-гена, которые отвечают за построение строения тела организма. Эти гены представляют собой группы родственных генов. Группы обычно организованы, но это не относится к дицемидам. Ученые обнаружили неорганизованные кластеры генов, возможно, из-за того, что дицемиды могут устранять гены для сохранения энергии. Они удаляют гены в своей метаболической, иммунной и нервной системах.
«Гены Hox являются важными элементами в построении сложных тел животных», - сказал Фуруя. «Если секвенировать геномы многих паразитов, эта накопленная информация о геноме может выявить специфическую организацию генов паразитов».
У каждого животного на Земле есть паразиты, и хотя некоторые из них простые, другие нет. Полная последовательность генома дицемид не только отвечает на некоторые важные вопросы биологии дицемид, но также дает представление об эволюции паразитов.