Геном медузы-номуры проливает свет на раннюю эволюцию активного хищничества

Впервые был проанализирован геном гигантской медузы-номуры (Nemopilema nomurai). Исследование, проведённое при участии Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST, Южная Корея), выявило генетические основы уникальной структуры, функций и биохимии, позволивших этой древней группе хищников колонизировать воды по всему миру.

Учёные из Корейского центра геномной индустриализации (KOGIC) и Корейского института океанологии и технологий (KIOST) представили полную последовательность генома Nemopilema nomurai. Анализ показал адаптации, связанные с плаванием:

• Кодон-биас в генах мышечного сокращения и экспансия генов нейромедиаторов.
• Расширение семейства миозина II типа и доменов яда.
• Экспансия генов Wnt и задних Hox-генов, а также важная роль сигналинга ретиноевой кислоты в формировании уникального плана тела медузы (медузоидной стадии).

Медузы (тип Cnidaria) — одни из первых свободноплавающих животных. Их геном подтверждает уникальные морфологические и физиологические черты, способствовавшие успеху как ранних многоклеточных хищников.

"Поскольку медузы эволюционно очень далеки от других стрекающих, геном гигантской номуры проливает свет на раннюю эволюцию активного хищничества", — говорит директор KOGIC профессор Джон Бхак.

Практическое значение исследования:

1. Борьба с массовым размножением: Обнаружен ген-трансдьюсер, играющий ключевую роль в метаморфозе полипа. Поскольку одна взрослая особь полипа может дать начало 5000 медуз, это открытие может лечь в основу методов предотвращения их массового размножения.
2. Изучение яда: Получена информация о белковых генах яда нематоцист. В геноме номуры выявлен специфический белковый домен с увеличенным числом токсинов.
3. Эволюционные адаптации: Сравнительный анализ 18458 ортологичных генов показал, что у медуз:
   • Улучшен контроль осмотических реакций на молекулярном уровне, что помогает выживать при изменении солёности при вертикальных и горизонтальных миграциях.
   • Увеличенное число генов, участвующих в мышечном сокращении (их экспрессия выше в куполе медузы, ответственном за плавание).

"Некоторые виды медуз известны своим потенциальным бессмертием, что может помочь в изучении экстремального анти-старения", — отмечает профессор Бхак. Эти данные будут использованы в молекулярно-биологических исследованиях долголетия.