Genom bílého žraloka dekódován

Velký bílý žralok je jedním z nejznámějších mořských tvorů na světě, přitahuje obrovský veřejný obdiv a pozornost médií, včetně vytváření jednoho z nejúspěšnějších filmů v historii Hollywoodu. Tento žralok má pozoruhodné rysy, včetně jeho enormní velikosti (až 20 stop 7 000 liber) a potápění do hloubky téměř 4000 stop. Velcí bílí jsou také velkým problémem ochrany kvůli jejich relativně nízkému počtu ve světových oceánech.

V důležitém vědeckém kroku k pochopení biologie tohoto ikonického predátora a žraloků obecně byl nyní důkladně rozluštěn celý genom velkého bílého žraloka.

Tým vedený vědci z Nova Southeastern University (NSU) Centrum pro výzkum žraloků nadace Save Our Seas Foundation a Guy Harvey Research Institute (GHRI), Cornell University College of Veterinary Medicine and Aquarium v ​​Monterey Bay, dokončili genom velkého bílého žraloka a vytvořili jej, žralok obrovský a Porovnal to s genomy různých jiných obratlovců, včetně lidí.

Zjištění lze najít v časopise v části „Poslední články“. Postupy Národní akademie věd.

Dekódování genomu velkého bílého žraloka odhalilo nejen jeho obrovskou velikost, jeden a půlkrát větší než lidský genom, ale také řadu genetických změn, které by mohly být za evolučním úspěchem velkých podlouhlých těl. Žraloci žili.

Vědci zjistili pozoruhodné události změn specifických sekvencí DNA, které naznačují molekulární adaptaci (také známou jako pozitivní selekce) u velkého počtu genů, které hrají důležitou roli při udržování stability genomu – mechanismy genetické obrany, které působí proti akumulaci poškození DNA druhu, čímž udržují integritu genomu.

Tyto adaptivní změny sekvence byly mimo jiné nalezeny v genech úzce souvisejících s opravou DNA, odpovědí na poškození DNA a tolerancí vůči poškození DNA. Je dobře známo, že opačný jev způsobený nahromaděným poškozením DNA, nestabilitou genomu, předurčuje lidi k četným rakovinám a nemocem souvisejícím s věkem.

„Bylo překvapivě vysoké množství genů pro stabilitu genomu, které obsahovaly tyto adaptivní změny, a také obohacení v mnoha z těchto genů, což zdůrazňuje důležitost této genetické adaptace u bílého žraloka,“ řekl Mahmood Shivji. PhD, NSU a ředitel Centra výzkumu žraloků GHRI Save Our Seas Foundation. Shivji vedl studii k Michaelovi Stanhopeovi, Ph.D. režíroval společně s.

Bylo také pozoruhodné, že genom bílého žraloka obsahoval velmi vysoký počet „skokových genů“ nebo transpozonů, a v tomto případě zvláštního druhu známého jako LINE. Ve skutečnosti je to jeden z nejvyšších výskytů LINE, jaký kdy byl u obratlovců objeven (téměř 30%).

„Je známo, že tyto ŘÁDKY vytvářejí dvouřetězcové zlomy v DNA, což způsobuje genomickou nestabilitu,“ řekl Stanhope. „Je pravděpodobné, že tato replikace LINE v genomu velkého bílého žraloka může představovat silné selektivní činidlo pro vývoj účinných mechanismů opravy DNA a odráží se v pozitivní selekci a obohacení mnoha genů stability genomu.“

Kromě toho mezinárodní výzkumný tým, včetně vědců z Kalifornské státní univerzity, Monterey Bay, Clemson University, univerzity v Portu v Portugalsku a Theodosius Dobzhansky Bioinformatics Genius Center, uvedl, že stejné geny byly také pozitivně vybrány pro stabilitu genomu u Target Sharks a dlouhověkých velryb s velkým tělem. Bylo obohaceno o žraloky.

Objev, že žralok velrybí má také adaptace na tuto klíčovou stabilitu genomu, byl důležitý, protože teoreticky by se riziko vzniku rakoviny mělo zvyšovat jak s počtem buněk (velké velikosti), tak s životem organismu. Existuje statistická podpora pro pozitivní souvislost mezi velikostí těla a rizikem rakoviny u druhu. Je zajímavé, že to u různých druhů neplatí.

Na rozdíl od toho, co se dá očekávat, velmi velká zvířata neléčí rakovinu častěji než lidé, což naznačuje, že si vyvinuli protektivní schopnosti proti rakovině. Genetické inovace objevené v genech stability genomu velkého bílého žraloka a velryby mohou být adaptacemi, které usnadňují vývoj a dlouhověkost jejich velkých těl.

“Dešifrování genomu velkého bílého žraloka poskytuje vědě novou sadu klíčů k odhalení trvalých záhad o těchto obávaných a nepochopených predátorech.” Proč žraloci vyrostli vyšší než kterýkoli obratlovec na Zemi téměř 500 milionů let. ? “Dr. Řekl Salvador Jorgensen. je vedoucí vědecký pracovník v akváriu Monterey Bay, který je spoluautorem studie.

Ale inovace se tím nezastavily.

Žraločí genomy odhalily další zajímavé evoluční úpravy v genech spojených s cestami hojení ran. Žraloci jsou známí svým působivým a rychlým hojením ran.

“Zjistili jsme pozitivní selekci a obohacení obsahu genů zahrnující několik genů spojených s některými z nejzákladnějších cest při hojení ran, včetně klíčového genu pro koagulaci krve,” řekl Stanhope. „Tyto úpravy zahrnující geny pro hojení ran mohou být základem schopnosti žraloků účinně se hojit i z velkých ran.“

Vědci tvrdí, že právě objevili „špičku ledovce“ genomu velkého bílého žraloka.

“Nestabilita genomu je velmi důležitým problémem u mnoha závažných lidských onemocnění,” říká Shivji. „Nyní objevujeme, že příroda vyvíjí chytré strategie k udržení stability genomů u těchto žraloků s dlouhým poločasem a velkým tělem.“ “Z těchto evolučních divů se toho můžeme hodně naučit, včetně informací, které mohou být užitečné v boji proti rakovině a nemocem souvisejícím s věkem a při zlepšování léčby ran u lidí, když zkoumají, jak to tato zvířata dělají. “.

Steven O’Brien, ochranný genetik z NSU, dekódování genomu velkého bílého žraloka by také pomohlo konzervovat tohoto a dalších souvisejících žraloků. společně navrhli tuto studii. Údaje o genomu budou velkým přínosem pro pochopení dynamiky populace bílých žraloků, aby se lépe uchoval tento neuvěřitelný druh, který zaujal představivost mnoha lidí. “

Tento výzkum zahrnuje NSU’s Save Our Seas Foundation, Guy Harvey Ocean Foundation, Hai Stiftung / Shark Foundation, Monterey Bay Aquarium a Illumina, Inc. a věcná podpora od společnosti Dovetail Genomics.