Расшифровка геномов медуз раскрывает их экологические роли

Исследовательская группа под руководством профессора Джерома Хуи Хо Лама из Школы наук о жизни Китайского университета Гонконга (CUHK) впервые расшифровала высококачественные геномы двух медуз, часто встречающихся в азиатских водах, включая съедобную медузу Rhopilema esculentum (пламенная медуза). Дальнейшие исследования выявили множество неожиданных биологических открытий, в том числе идентификацию гормонов, которые, как считалось, содержатся только у членистоногих, таких как насекомые. Результаты, только что опубликованные в Nature Communications, служат основой для дальнейших исследований эволюции, экологической роли и вспышек численности медуз.

Медузы встречаются во всех основных океанах мира, от поверхностных вод до глубин. Они играют важную роль в океанической пищевой цепи. Некоторые виды медуз также используются в пищу в ряде азиатских регионов. Однако такие факторы, как изменение климата и эвтрофикация океана, способствуют учащению вспышек численности медуз, которые, в свою очередь, негативно влияют на деятельность человека и морские экосистемы (ожоги у купальщиков, засорение систем охлаждения электростанций, повреждение рыболовных снастей).

Чтобы лучше понять их скрытую биологию, команда профессора Хуи секвенировала геномы двух видов медуз, обитающих в азиатских морских водах: Sanderia malayensis и съедобной медузы Rhopilema esculentum.

Команда сообщает о нескольких неожиданных результатах в области архитектуры генома, развития, некодирующих РНК и эволюции. Ключевое открытие: впервые у медуз обнаружены гены, кодирующие сесквитерпеноидные гормоны, включая представителей хорошо известного ювенильного гормона насекомых.

Эти гормоны важны для регуляции метаморфоза у насекомых. Поскольку медузы также претерпевают метаморфоз в течение жизненного цикла, это открытие поможет понять, как у них происходит переход между стадиями развития и изменение способа размножения.

Ещё одно важное открытие — отличная от трёхзародышевых билатерий (включая человека) организация гомеобоксных генов у двухзародышевых медуз. Гомеобоксные гены — важные регуляторы развития для формирования трёх зародышевых листков у билатерий. У стрекающих, таких как медузы, только два зародышевых листка, но присутствует большинство гомеобоксных генов трёх листков. Команда выявила особую организацию этих генов у двух медуз, показывая, что стрекающие и билатерии пошли разными путями после своего вымершего общего предка, существовавшего более 600 миллионов лет назад.

Профессор Хуи заявил, что команда продолжит изучение механизмов эволюции и развития медуз, функций вновь обнаруженных гормонов у стрекающих и рассмотрит новые методы противодействия угрозам, связанным со вспышками численности медуз и изменением климата.