تمكن العلماء من تسلسل أكبر جينوم حيواني معروف، وهو أكبر 30 مرة من الجينوم البشري.
ينتمي الجينوم إلى الأسماك الرئوية في أمريكا الجنوبية (مفارقة الليبيدوسيرين)حيوان بدائي يتنفس الهواء سمكة “تقفز” هذه السمكة من الماء إلى اليابسة باستخدام زعانف غريبة تشبه الأطراف. ووجد الباحثون أن كود الحمض النووي للأسماك توسع بشكل كبير على مدى 100 مليون سنة الماضية من التاريخ التطوري، حيث تراكم ما يعادل الجينوم البشري كل 10 ملايين سنة.
يمكن لهذه النتائج أن تلقي الضوء على كيفية امتداد الجينومات عبر شجرة الحياة.
يُطلق على الأسماك الرئوية أحيانًا اسم “الحفريات الحية” لأنها كانت موجودة منذ مئات الملايين من السنين. نعتقد أنهم الأنواع الأقرب إلى رباعيات الأرجل الأولىسلف جميع الفقاريات. من المحتمل أن يكون هؤلاء الأسلاف قد طوروا أطرافًا وزحفوا على الأرض منذ حوالي 370 مليون سنة، خلال العصر الديفوني (قبل 419 إلى 359 مليون سنة). تقرير علمي.
في السابق، قام العلماء بتسلسل جينومات أنواع أخرى من الأسماك الرئوية، بما في ذلك الأسماك الرئوية الأسترالية (نيوسيراتودوس فورستيري). التالي في القائمة كانت الأسماك الرئوية الأفريقية (البروتوبتيرا ملحقة) و (لام بارادوكسا) ، الذي يبلغ حجم جينومه ضعف حجم جينوم أقاربه الذين يتنفسون الهواء من القارات الأخرى.
ووصف الفريق جينوم السمكة الرئوية في أمريكا الجنوبية في 14 أغسطس في المجلة طبيعةاتضح أن هذه الأسماك التي تتنفس الهواء تحمل عددًا مذهلاً يبلغ 91 مليار زوجًا أساسيًا أو حرفًا من الحمض النووي في جينومها.
هذه الحروف تكفي لملء 100.000 كتاب. ومع ذلك، هناك 20 ألف جين فقط تقوم فعليًا بتشفير البروتينات، مما يعني أن الباقي يمكن أن يكون في الغالب خردة، وفقًا للدراسة. أكثر من 90% من المادة الوراثية كانت مكونة من عناصر قابلة للنقل (TE)، أو الجينات “القافزة” المتكررة للغاية والتي تم نسخها في مكان آخر من الجينوم.
وقد حدد العلماء أيضًا السبب لقد توسعت جينومات الأسماك الرئوية بشكل كبير خلال المائة مليون سنة الماضية. اتضح أن الأسماك الرئوية في أمريكا الجنوبية لديها جينات رئيسية تثبط الـ ETs، والتي ربما ورثتها الكائنات الحية من الفيروسات منذ فترة طويلة.
إن حمل الكثير من الأمتعة الجينية يمكن أن يكون مشكلة.
“يجب أن يمثل هذا تكلفة باهظة للحيوان” اليكس مايرعالم الأحياء التطوري في جامعة كونستانز، قال لمجلة العلوم“باستثناء واحد، فإن الكروموسومات الـ 19 لهذه السمكة الرئوية هي بحجم الجينوم البشري بأكمله. لذا فإن نسخ هذا الحمض النووي يتطلب الكثير من الطاقة. ويجب أن تكون النواة والخلية المحيطة بها أكبر. »
ومن ناحية أخرى، قال ماير إن الحمض النووي الإضافي يمكن أن يكون مفيدًا عندما تحتاج الحيوانات إلى التكيف مع البيئات المتغيرة. في الواقع، يمكن لـ TEs زيادة أو تقليل التعبير الجيني، مما يسمح بالتكيف بشكل أسرع.
على الرغم من أن السمكة الرئوية تحمل الرقم القياسي لأكبر جينوم حيواني معروف، إلا أنها لا تمتلك أكبر جينوم بشكل عام. يذهب هذا الشرف إلى أ سرخس غريب يضم 160 مليار حرف في جينومه – أكثر من 50 ضعف عدد الحروف الموجودة في الخلايا البشرية.
وقد لا تظل هذه السمكة الرئوية صاحبة الرقم القياسي لأكبر جينوم حيواني لفترة طويلة. السمكة الرئوية الرخامية (بروتوبتيروس إثيوبيكوس) يمكن أن يكون له جينوم أكبر بنسبة 50% من هذا، كلاوس بيتر ستيلزروقال عالم الأحياء التطوري في جامعة إنسبروك في النمسا، والذي لم يشارك في الدراسة، لمجلة Science. وبطبيعة الحال، يجب تحديد تسلسل جينوم النوع قبل تأكيد ذلك.
