Een diep mysterie maakt de genomen van regenwormen tot de meest rommelige ooit: ScienceAlert

In het verleden, toen wormen uit zout water tevoorschijn kwamen en naar zoet water trokken, ervoeren ze een catastrofale herschikking van hun genetisch materiaal.

De gebeurtenis rukte genen uit die ooit functioneerden, waaronder enkele die betrokken waren bij kritische celdelingsprocessen, waardoor regenwormen, bloedzuigers en andere organismen intact bleven. clitoris Familieleden met het grootste aantal bekende gemengde genomen.

“Alles werd afgebroken en vervolgens geheel willekeurig opnieuw gerangschikt”, zegt Rosa Fernández van het Spaanse Instituut voor Evolutionaire Biologie (CSIC-UPF). Hij zei Christy Wilcox binnen wetenschappen“Ik heb mijn team de analyse duizend keer laten herhalen.”

Drie groepen onderzoekers kwamen onafhankelijk van elkaar tot dezelfde conclusie en verwierpen daarmee de al lang bestaande veronderstelling dat een bepaald niveau van genetische stabiliteit nodig is voor diersoorten om uitsterven te voorkomen.

Evolutiebioloog Carlos Vargas Chavez van CSIC-UPF en zijn collega’s ontdekten dat het genverlies ongeveer 25 procent hoger was in de lijn van wormen die clitellata werden, vergeleken met hun andere familieleden.

Wetenschappers vermoeden dat de genomen van de worm veranderd zijn als reactie op verschuivingen naar nieuwe habitats, maar ze hebben nog niet vastgesteld wat er eerst gebeurde: de avonturen van de worm in zoet water en land of de avonturen van zijn genen naar nieuwe locaties in zijn genetische moleculen (chromosomen).

“Hoewel de timing van deze herschikking van het genoom onduidelijk blijft, benadrukken we dat het zeer onwaarschijnlijk is dat de genomische kenmerken die bij parasieten worden waargenomen, door … herschikkingen in de loop van de tijd zijn ontstaan”, zeggen de onderzoekers. uitgelegd in hun artikel.

In plaats daarvan wijzen de door Vargas-Chavez en zijn team waargenomen patronen op een “eencellige catastrofe” die het genoom van de worm in korte tijd feitelijk vernietigde. Ze wijzen erop dat drastische veranderingen in de omgevingsomstandigheden, waaronder plotselinge blootstelling aan meer zuurstof of straling, dit kunnen veroorzaken.

De auteurs vergelijken de opvallende genomische veranderingen in wormen met processen die zijn geïdentificeerd in… kanker cellen.

meest BilateraalVan dieren zoals wij, die aan de rechter- en linkerkant spiegelbeelden hebben, werd gedacht dat ze sterk geconserveerde delen van chromosomen hadden. Deze stabiliteit is nodig om de twee DNA-strengen waaruit ze bestaan ​​goed op één lijn te brengen, wanneer ze worden gescheiden en vervolgens tijdens de reproductie worden gekoppeld aan één streng van elke ouder.

Genomen, van sponzen tot apen, bevatten lange genenstrengen die in een specifieke volgorde bij elkaar blijven bij ver verwante soorten. Ze zijn al honderden miljoenen jaren bewaard gebleven.

Deze strengen kunnen enigszins bewegen, maar hun volgorde binnen deze secties blijft relatief intact. Maar niet in bloedzuigers en regenwormen.

“Over het algemeen is de eeuwenoude tweezijdige genoomstructuur bij de neteldieren volledig verloren gegaan”, aldus een tweede team, geleid door evolutionair genoom Thomas Lewin van het Biodiversity Research Center in Taiwan. Gevonden.

Het team van Lewin onderzoekt hoe zulke radicale, onverwachte veranderingen in chromosomen de evolutie van dieren beïnvloeden.

“Gevallen van een geconserveerde genoomstructuur zijn uiterst zeldzaam”, zeggen Lewin en collega’s. Leg het uit in een ander onderzoekmet het argument dat ze, in tegenstelling tot eerdere aannames, “eerder uitzondering dan regel” zijn.

Maar hoewel grootschalige genetische herconfiguraties vaker voorkomen dan eerder werd gedacht, brengen ze voorspelbaar risico’s met zich mee. Derde elftal Van 2291 soorten werden de genomen onderzocht Bij alle grote diergroepen kan het vinden van drastische chromosomale veranderingen in verband worden gebracht met grote uitstervingsgebeurtenissen.

“Een openstaande vraag is: hoe heeft deze diepgaande genoomhervorming niet tot uitsterven geleid?” Hij schrijft Vargas Chavez en collega’s.

De onderzoekers ontdekten dat de genomen van oude zeewormen niet in compartimenten lijken te zijn georganiseerd en daarom “veel flexibeler” zijn dan die van andere dieren.

“Dit heeft mogelijk geleid tot een hoge veerkracht tegen de diepgaande hermodellering van het genoom die optreedt na het herschikken van chromosomen”, aldus het team. concludeertDit suggereert ook dat dergelijke dramatische genetische arrangementen waarschijnlijk persistent zijn bij deze soorten.

Dit onderzoek is beschikbaar op de preprint-server BioRxivsamen met twee Gerelateerd aan papierenEen ander werd gepubliceerd in Moleculaire biologie en evolutie.