Zoznámte sa s malými tardigradmi, najväčšími zlodejmi DNA na svete

Tardigrades sú zvieratá, ktoré žijú v extrémnych podmienkach. Tieto mikroskopické vodné bezstavovce, známe tiež ako vodné medvede, môžu prežiť chladné a extrémne teplo, ako aj drsné podmienky vesmíru. Ak sú dehydratované, môžu byť oživené iba vodou, aj keď takto strávili desaťročia. Nachádzajú sa na všetkých kontinentoch, vrátane Antarktídy, a žijú v prostrediach od morských zákopov po púšte až po vrchol Himalájí.

Tím vedcov teraz objavil, že tieto bytosti majú ďalšiu jedinečnú podmienku: ich genóm obsahuje najviac „štepenú“ DNA zo všetkých známych živočíšnych druhov. Vedci zistili, že namiesto dedenia všetkých svojich génov od svojich predkov získali tardigradi jednu šestinu svojho genetického zloženia z rastlín, baktérií, húb a archaea. Celá táto zmes odhalila, že druhy sa môžu formovať oveľa menej lineárne, ako sme si predstavovali.

„Keď si ľudia myslia o rozmanitosti života a toku genetických informácií, predstavia si strom s veľkými vetvami, ktoré vytvárajú menšie, ale bez akéhokoľvek spojenia medzi nimi, “ hovorí Thomas Boothby. Je postdoktorandom v Nadácii pre vedecký výskum na Univerzite v Severnej Karolíne v Chapel Hill. „Začíname si uvedomovať, že namiesto stromu života by bolo vhodnejšie premýšľať o sieti života, “ pokračuje.

Boothby začal študovať genóm tardigradov v nádeji, že objaví najzákladnejšie základy extrémnych stratégií prežitia stvorenia. Na katalogizáciu každého génu on a jeho kolegovia najskôr extrahovali a sekvencovali niekoľko krátkych kúskov DNA z tisícov týchto bytostí. Potom pomocou počítačového programu „šili“ všetky kusy a odhalili kód ako celok.

„Keď sme to urobili, spočiatku sme videli, že existuje veľa génov, ktoré podľa všetkého nepochádzajú od zvierat, “ hovorí vedec. „Našou inštinktívnou reakciou bolo myslieť si, že sme urobili chybu alebo že by niečo malo kontaminovať našu vzorku, “ povedal. Aby sa skontroloval výsledok, tím testoval polymerázovú reťazovú reakciu, metódu, ktorá amplifikuje cieľové oblasti genetického materiálu, iba ak sa zhodujú s niektorými špecifickými „spúšťačmi“.

V tomto prípade chceli zistiť, či by mohli amplifikovať živočíšne a bakteriálne gény ako jednotlivé jednotky, čo by bolo možné iba vtedy, keby boli fyzicky spojené v rámci toho istého genómu. „Urobili sme to pre viac ako 100 génov s 98% úspechom, “ povedal Boothby.

Tím presvedčený, že údaje o genóme boli správne, tím potom zrekonštruoval evolučný pôvod špecifických génových sekvencií, čo potvrdilo, že to, čo sa javilo ako cudzie gény, bolo len to, a nie niečo podobné vyvinuté samotnými tardigradmi. „Výsledky jednoznačne odhalili, že gény, ktoré vyzerajú cudzie, skutočne pochádzajú z iných ako živočíšnych foriem života, “ uviedol vedecký pracovník.

Tím dospel k záveru, že 17, 5% génov pre vodné nosiče je vyrobené z nejakého cudzieho materiálu. Väčšina z týchto vonkajších génov má bakteriálny pôvod, pričom v genetickom zložení tardigradu sú zastúpené tisíce druhov. Vedci veria, že mnoho z týchto génov je zodpovedných za to, aby v tolerancii voči stresu zohrávali rovnaké úlohy ako ich „pôvodní vlastníci“.

V niektorých prípadoch nahradili cudzie prvky tardigrades, zatiaľ čo v iných si tieto zvieratá zachovali svoju vlastnú štruktúru, ale integrovali s nimi jednu alebo viac kópií jedného alebo viacerých druhov baktérií. Vedci špekulujú, že nejde o jednorazovú udalosť a že sa to môže dodnes diať. Čo však ešte nebolo objavené, je to, ako môžu tieto bytosti opraviť svoju vlastnú DNA cudzím genetickým materiálom.

Čo si myslíš o tardigradoch? Komentár k Mega Curious fóru