У крошечного рачка геном маленький, но очень необычный. У него много генов, которые отвечают на состояние окружающей среды. Ученые полагают, что из дафнии можно сделать генный сенсор на загрязнения.
Дафния (Daphnia pulex)Геном миниатюрного пресноводного рачка дафнии (Daphnia pulex), секвенированием и анализом которого занималась большая международная команда, преподнес исследователям несколько сюрпризов. Им посвящена статья в Science. С одной стороны, у дафнии очень маленький геном – его размер составляет всего 200 Мб (200 миллионов пар оснований). С другой стороны, он содержит очень много генов – ученые насчитали почти 31 тысячу. Для сравнения, геном человека размером около 3 миллиардов пар оснований содержит, по разным оценкам, от 23 до 28 тысяч генов.
Международный консорциум по расшифровке генома дафнии (Daphnia Genomics Consortium) возглавили Центр геномики и биоинформатики Университета штата Индиана в Блумингтоне (Indiana University Bloomington) и Объединенный институт генома Министерства энергетики (Department of Energy's Joint Genome Institute, DOE JGI) в Калифорнии. С проектом можно ознакомиться на сайте.
«У дафнии оказалось больше генов, чем у человека, и больше, чем у любого животного, геном которых прочитан на сегодняшний день», — говорит Игорь Григорьев, руководитель группы генома эукариот DOE JGI. Анализируя результаты, ученые поняли, в чем причина такого несоответствия между размером ДНК и числом генов. «У дафнии так много генов, потому что большая их часть представлена несколькими копиями, — объясняет Джон Колборн (John Colbourne), лидер проекта и директор геномного центра Университета штата Индиана. – Число копий генов у дафнии примерно втрое выше, чем у других беспозвоночных, и на 30% выше, чем у человека».
На примере дафнии ученые впервые увидели, что копии одного и того же гена изменяются и начинают выполнять разные функции. Исследователи предполагают, что сначала копии кодируют те же самые белки, что и оригиналы, но затем дубли довольно быстро мутируют и начинают производить другие белки.
Нашелся ответ и на вопрос, почему геном дафнии так компактен. Оказалось, у нее очень короткие интроны – части ДНК, не несущие информации о строении белка. Из ее генома словно выжато все лишнее.
Более трети кодирующих белки генов у дафнии уникальны — ученые до сих пор не находили таких генов в живых организмах. Большая часть новых генов оказалась связана с экологическими функциями – с приспособлением дафнии к окружающей среде.
Дафния интересна биологам тем, что она играет важную роль в пресноводных экосистемах. На ней держится пищевая цепочка, так как рачок служит кормом рыбам и другим организмам. Дафнии очень хорошо приспособлены к среде обитания и отвечают на изменения условий среды изменением своего метаболизма, поведения и цикла развития. Название рачок получил в честь древнегреческой нимфы Дафны – девственницы, так как в определенных условиях дафния переходит от полового размножения к клонированию женских особей.
Дафния – точный индикатор состояния окружающей среды. Если она чувствует себя плохо или начинает изменяться, налицо химическое загрязнение водоема. В лаборатории на основе дафний созданы тест-системы для определения уровня загрязнения воды.
Такие свойства делают дафнию перспективным модельным организмом в новой области – геномике среды (Environmental Genomics), считают ученые. На ней можно будет изучать, как гены взаимодействуют со средой. Она может стать не просто индикатором, но генным индикатором на загрязнения. Дафния – хороший сенсор, так как экспрессия многих ее генов изменяется в зависимости от состава окружающей среды. Поскольку женские особи, размножающиеся клонированием, содержат один и то же набор генов, помещая какие-то из них в воду с загрязнителем, а другие в чистую воду, можно получить генный ответ на этот загрязнитель.
Такой сенсор, как можно ожидать, найдет применение в экологии и медицине для охраны здоровья человека. Эти перспективы выглядят реальными, потому что из всех изученных беспозвоночных дафния разделяет с человеком больше всего генов.
Дафния — первое ракообразное, геном которого биологи секвенировали. Сравнение его с уже прочитанными геномами дрозофилы и медоносной пчелы позволит биологам проследить эволюцию членистоногих.
Источник: Infox.ru
21-04-2013 Просмотров:10504 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Изучать акул очень сложно. Поэтому часто мы не вполне уверены в элементарных, казалось бы, вопросах, связанных с этими существами. Чего стоит хотя бы тянувшаяся десятилетиями дискуссия о том, должны ли...
27-06-2015 Просмотров:7446 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Нейрофизиологи впервые смогли в прямом смысле слова "заглянуть" в сновидения спящих крыс и выяснить, что мозг грызунов постоянно прокручивает приятные сны о поиске кусочков вкусной пищи и ее поедании, говорится в статье, опубликованной в журнале eLife. "Пока мы не знаем,...
16-12-2012 Просмотров:11203 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученым впервые удалось с высокой точностью оценить разнообразие видов насекомых, пауков и других членистоногих, обитающих в тропиках. Для этого им пришлось целый год изучать почти полгектара панамского тропического леса. Национальный парк...
07-03-2014 Просмотров:7820 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Почему у одних людей кожа светлее, чем у других? Исследователи привыкли относить это различие на счёт десятков тысяч лет эволюции: тёмная кожа защищает тех, кто живёт близ экватора, от интенсивного...
10-11-2010 Просмотров:10684 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В Оклахоме палеонтологи обнаружили образец десятиногого ракообразного, возраст которого составляет около 360 млн лет, что соответствует фаменскому ярусу верхнего девона. Останки A. mapesi (фото Rodney Feldmann / NOAA) Новый вид...
Ученые выяснили, что переход на мясную диету сыграл ключевую роль в эволюции человека. Питание мясом позволило отказаться от мощных челюстей и дало стимул для развития речи. К такому выводу пришли американские…
Ученые выяснили, что цветы становятся привлекательными для пчел благодаря наноструктурам на поверхности лепестков, которые создают вокруг них особое голубое сияние. Сам же цвет лепестка при этом не так важен. К такому…
У некоторых современных рептилий есть полноценное живорождение — к примеру, у сцинков. Некоторые только начали переходить к такому способу: у них зародыш развивается в яйце, но яйцо остаётся в теле…
Группа ученых под руководством Сергея Кривоногова из Института геологии и минералогии имени В. Соболева СО РАН (Новосибирск) восстановила историю Аральского моря и показала, как менялись его границы и соленость в…
Международный коллектив генетиков расшифровал ДНК самого крупного организма на земле – обычных темных опят, чья грибница может занимать территорию в несколько сот гектар леса, и раскрыли секреты их выживания, говорится в статье, опубликованной в журнале…
Андрей Лавров и Игорь Косевич с кафедры зоологии беспозвоночных биофака МГУ изучили, как искусственно разделенные между собой клетки тела губки способны вновь воссоздавать многоклеточные структуры и затем формировать из них полноценные губки.…
Немецкие ученые выяснили, что у летучих мышей не самцы поют самкам серенады, а наоборот. У ночных обитателей тропиков мешкокрылов именно дама должна спеть первой, чтобы привлечь внимание самца. Правда, люди…
Работая с безглазыми червями, ученые открыли принципиально новый тип белков, воспринимающих свет. Он относится к тому же классу, что и вкусовые рецепторы, и работает на два порядка эффективнее, чем обычный…
Микробиологи установили, что бактерии могут координировать свои действия подобно нервным клеткам в мозгу. Открытие заставляет пересмотреть взгляд на бактерий как на одиночек, не способных к сложной коммуникации. Bacillus subtilisОб этом говорится…
Вверх