Несмотря на их крошечный рост и восхитительные прозвища - поросята-мхи, водяные медведи - цепкая порода обладает огромными возможностями. Хорошо известные как одна из самых выносливых форм жизни, тардиграты могут пережить высыхание, смертельную радиацию и даже космический вакуум. Теперь исследователи могут наконец начать выявлять генетическую основу сверхспособностей tardigrade.
Связанный контент
- Король грязных драконов
В 2015 году исследование, опубликованное в « Известиях Национальной академии наук», предположило, что некоторые из их сверхдержав могли появиться от другого странного достижения микроскопического существа: кражи ДНК. Исследователи секвенировали геном вида tardigrade и обнаружили, что примерно одна шестая его ДНК (около 6600 генов), по-видимому, происходит от других организмов, главным образом бактерий. Считалось, что эти участки ДНК обнаруживаются в процессе так называемой горизонтальной передачи генов, что является распространенным явлением у бактерий и других микробов (ученые только недавно обнаружили, что некоторые животные также могут это делать).
«Если они смогут получать ДНК из организмов, уже живущих в стрессовой среде, они могут использовать некоторые из тех же приемов», - сказал Смитсоновский исследователь Томас Бутби, доктор наук в области естественных наук из Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл. ком в 2015 году.
Но всего через неделю после публикации исследование столкнулось с резким противодействием. Другая группа исследователей tardigrade утверждала, что большая часть предположительно «украденной» ДНК, вероятно, была вызвана загрязнением образцов бактериями, которые жили вместе с tardigrades. «С биологической точки зрения нет никакой возможности, чтобы они могли быть частью одного и того же генома», - сказал генетик Марк Блэкстер Эд Атланту в 2015 году.
Теперь Блекстер и его команда вернулись с новым анализом генома tardigrade, опубликованным в журнале PLOS Biology. «Я был очарован этими крошечными, милыми животными в течение двух десятилетий», - говорится в заявлении Блэкстера. «Прекрасно, наконец, иметь их истинные геномы и начать понимать их».
В этом последнем исследовании сравниваются геномы двух видов tardigrade: Hypsibius dujardini и Ramazzottius varieornatus. Хотя исследование намекает на некоторые причины сверхспособностей tardigrade, оно также проливает свет на то, как мало мы знаем об этом адаптируемом твари.
Основная сверхдержава, на которой сосредоточились исследователи, заключалась в том, как существа могут высыхать годами за один раз. Для большей части жизни высыхание означает смерть. Поэтому команда исследовала гены, которые активируются в сухих условиях, и обнаружила набор белков, которые, по-видимому, замещают воду, потерянную в клетках tardigrade. Заменяя отсутствующие молекулы воды, белки предотвращают разрушение клеточных структур и позволяют крошечному медленнику восстанавливаться, когда вода возвращается.
Последнее исследование также дает подсказки о том, как появились tardigrades. Ученые ранее подозревали, что tardigrades могут быть тесно связаны с типом членистоногих, который включает насекомых и пауков. Но это последнее исследование убедительно показывает, что тардиграды на самом деле более тесно связаны с нематодами, также известными как круглые черви. Исследователи изучили набор генов, которые определяют макет эмбриона под названием «гены HOX». Они обнаружили, что, подобно нематодам, у обоих видов tardigrade отсутствуют пять генов обыкновенных из этого набора.
Что касается спора о том, сколько действительно происходит перенос гена? Похоже, что в настоящее время все решено, сообщает Тина Хесман Сай из Science News. «Авторские методы анализа и методы получения чистой ДНК, безусловно, являются улучшением по сравнению с нашими собственными более ранними методами», - говорит Саи Боб Гольдштейн, курировавший исследование Boothby's 2015 года.
Но споры о запоздалых суперспособностях tardigrades и их принадлежности к древу жизни далеко не исчерпаны. Тардиграды более тесно связаны с членистоногими или нематодами? «Это все еще открытый вопрос», говорит филологу Макс Телфорд.
Несмотря на это, Blaxter надеется, что геномы tardigrade его команды продолжат помогать выявлять запутанные отношения tardigrade, а также помогать в разработке полезных приложений для сверхспособностей существ. «Это только начало», - говорится в заявлении Blaxter. «С помощью ДНК-схемы мы теперь можем выяснить, как тардиграды противостоят крайностям, и, возможно, использовать их специальные белки в биотехнологии и медицине».
