Новые последовательности генома проливают свет как на происхождение тихоходок (также известных как водяные медведи или моховые поросята), так и на гены, лежащие в основе их необычайной способности выживать в экстремальных условиях. Группа исследователей во главе с Марком Блакстером и Казухару Аракава из университетов Эдинбурга, Шотландия и Кейо, Япония, соответственно, тщательно сшила код ДНК двух видов тихоходок, и их результаты представлены в статье, опубликованной 27 июля в открытом доступе. доступ к журналу PLOS Biology.
Tardigrades - микроскопические животные, справедливо известные своей удивительной способностью противостоять полному обезвоживанию, воскрешая годы спустя, когда вода снова доступна. Однажды высушенные, они были заморожены во льду, подвергнуты воздействию радиации, отправлены в космический вакуум… и все же они возвращаются к жизни.
Тихоходки стали более известными в последнее время, когда было высказано предположение, что их ДНК представляет собой смесь сегментов животных и бактерий, что делает их гибридами «Франкенштейна». Новое исследование положило конец идее Франкенштейна, утверждая, что ДНК тихоходок выглядит «нормально», без каких-либо доказательств того, что эти особенные животные используют экстраординарные средства для выживания. Показано, что прежние представления о том, что они могли поглотить большое количество чужеродных генов от бактерий, объясняются просто контаминацией.
Но то, что является «нормальным» для тихоходок, по-прежнему загадочно и захватывающе. При длине менее миллиметра тихоходки слишком малы, чтобы оставлять окаменелости, но, используя новые геномы, ученые смогли выяснить, что ДНК может рассказать им о том, где тихоходки занимают место на древе жизни животных. Тихоходки - это особый тип животных, ближайшими родственниками которых являются членистоногие (насекомые, пауки и их союзники) и нематоды (круглые черви). Но что ближе? В то время как общепринятая точка зрения состоит в том, что их четыре пары коротких ног делают их более близкими родственниками членистоногих, данные ДНК на удивление убедительно свидетельствуют в пользу более близкого родства с нематодами.
Затем исследователи изучили набор генов - так называемые гены HOX, - используемые для формирования паттерна «нос к хвосту» у эмбрионов. Обычно у животных существует около десяти различных генов НОХ, каждый из которых связан с разными частями паттерна «нос-хвост». Они обнаружили, что у тихоходок отсутствуют пять генов HOX, и что у большинства нематод также отсутствуют те же пять генов. Это либо совпадение, либо еще одно свидетельство близкого родства тихоходок и нематод.
Также удалось определить гены, которые тихоходки используют, чтобы противостоять неблагоприятным последствиям высыхания. Задав вопрос, какие гены были включены во время процесса сушки, ученые смогли определить наборы белков, которые, по-видимому, заменяют воду, которую теряют клетки, помогая сохранить микроскопическую структуру до тех пор, пока вода снова не станет доступной. Другие белки выглядят так, как будто защищают ДНК тихоходок от повреждений и могут объяснить, почему они могут пережить радиацию.
Я был очарован этими крошечными, милыми животными в течение двух десятилетий. Это замечательно, наконец, получить их истинные геномы и начать понимать их. Также было здорово работать с Казухару Аракава и его японским коллеги по этому поводу - наука поистине глобальна, и вместе мы добились захватывающих вещей», - сказал профессор Марк Блакстер. «Это только начало - с помощью схемы ДНК мы теперь можем выяснить, как тихоходки сопротивляются экстремальным условиям и, возможно, используют свои особые белки в биотехнологии и медицинских целях».