Учёные опубликовали референсный геном морской иглы
Биологи из Университета Орегона создали детальный геном змеевидной морской иглы (gulf pipefish, Syngnathus scovelli). Это новый инструмент для изучения древнего семейства рыб Syngnathidae, которое включает морских коньков и морских драконов и демонстрирует огромное разнообразие форм тела, возникших в результате генетических изменений.
- Сравнение этого генома с другими позвоночными может помочь понять основы биологии человека, например, развитие и изменение формы черепа или как общий с другими позвоночными геном может быть "настроен" для создания новых структур.
- Методы, использованные в проекте, описаны так, чтобы и небольшие лаборатории могли применять их для создания геномов интересующих их организмов.
Исследование опубликовано 20 декабря в журнале Genome Biology. Семейство Syngnathidae существует не менее 50 миллионов лет.
Уникальные черты семейства
Виды этого семейства имеют:
- Длинные морды для всасывающего питания.
- Костные броневые пластины.
- Отсутствие тазовых плавников, рёбер и зубов.
- Уникальные плацента-подобные структуры у самцов для вынашивания потомства.
Публикация генома морской иглы последовала за публикацией генома морского конька-тряпичника в журнале Nature. Эти две работы значительно продвинули геномный анализ этой группы рыб.
Ключевые генетические находки
- Потеря генов: Геномы иглы и конька потеряли некоторые генетические элементы по сравнению с предковыми формами рыб. Это может объяснять изменение строения тела и потерю тазовых плавников (аналог ног у человека).
- Беременность самцов: У морской иглы — одна из самых сложных "плацентарных" структур среди самцов игловых. Во время беременности в выводковой сумке самца по-другому экспрессируется около 1000 генов, контролирующих развитие, обмен питательными веществами и иммунитет.
- Семейство генов patristacins: Обнаружено семейство генов, уникальное, вероятно, для рыб-игл. Одни его гены активируются при беременности, другие — подавляются. Аналогичное поведение этих генов найдено у морских коньков.
- Число хромосом: У морской иглы 22 хромосомы, а не 24, как у большинства лучепёрых рыб. Вероятно, это результат слияния четырёх предковых хромосом в две.
Методология
Для работы использовались:
- Секвенатор в Genomics Core Facility Университета Орегона.
- Технология RAD-sequencing (маркеры ДНК, ассоциированные с сайтами рестрикции).
- Три программных пакета, разработанных соавтором работы Джулианом Кэтченом, для работы с RAD-данными и сборки генома.
Изучение таких геномов позволяет задавать фундаментальные вопросы об эволюции новшеств у позвоночных, к которым принадлежат и рыбы, и человек.