Первый геном глубоководного ракообразного раскрывает механизмы гигантизма

Глубоководная среда характеризуется темнотой, низкой температурой, высоким гидростатическим давлением и нехваткой пищи. Несмотря на враждебные условия, в этой экосистеме идентифицировано множество животных, включая червей, моллюсков, рыб и ракообразных.

За последние годы были опубликованы многочисленные геномы, включая геномы трубчатых червей, моллюсков и рыб, тогда как геном ракообразного не был представлен.

Исследовательская группа под руководством профессоров Ли Фухуа и Ли Синьчжэна из Института океанологии Китайской академии наук сообщила о первом геноме глубоководного ракообразного и раскрыла механизмы, связанные с гигантизмом глубоководных изопод, а также специфические механизмы адаптации ракообразных к глубоководной среде.

Исследование было опубликовано в BMC Biology 13 мая.

Учёные секвенировали и собрали высококачественный геном гигантской изоподы (Bathynomus jamesi), которая обладает не только большим размером тела, но и крупным размером генома (крупнейшим среди секвенированных ракообразных). Оба признака, по-видимому, тесно связаны с адаптацией к глубоководной среде.

В отличие от своих мелких родственников, пути, связанные с ростом B. jamesi, в основном обогащены расширенными семействами генов, включая два гормональных сигнальных пути (тиреоидный и инсулиновый). Они формируют усиленную сеть генов, связанных с ростом, и потенциально способствуют её гигантизму.

Для адаптации к олиготрофной (бедной питательными веществами) глубоководной среде у B. jamesi наблюдается низкая базальная скорость метаболизма, способность к накоплению большого объёма пищи и расширенные семейства генов, связанных с утилизацией питательных веществ. «Хорошо развитое жировое тело B. jamesi используется для хранения органических резервов, и наши результаты показывают, что накопление липидов в жировом теле должно быть результатом низкой эффективности распада липидов, а не высокой эффективности их синтеза», — сказал Юань Цзяньбо, первый автор исследования.

Геном B. jamesi помогает понять эволюционную и миграционную историю (между глубоководьем, мелководьем и сушей) изопод и даже ракообразных в целом. «Этот геном также помогает понять генетику, связанную с гигантизмом, и раскрыть загадочную генетику, связанную с его необычайно длительным голоданием (до 5 лет), а также специфические механизмы адаптации ракообразных к глубоководным условиям», — добавил Юань.