Blutrünstige Zecken haben eine ernsthaft komisch Genom


Zecken – diese unzerbrechlichen, Blut-lüstern Arthropoden, die Ihren Sommer camp Erinnerungen verfolgen — einige faszinierende genetische Geheimnisse haben. Das Tick-Genom erzählt von weaponized Spieß, erweiterbare Rüstungen und wie 100 Mal das Körpergewicht im Blut zu trinken. Seltsamste aller, ist es ganz enorm.

"Wir wussten, dass das Tick-Genom groß gehen in sein würde, aber wir wussten nicht wie groß – etwa zwei Drittel der Größe des menschlichen Genoms" Catharine Hill, ein Entomologe an der Purdue University sagte Gizmodo. "Das ist ein Heck viel DNA."

Hill wüsste: sie half es zu entschlüsseln, in eine massive Analyse veröffentlicht heute in Nature Communications. Die Studie, die zehn Jahre und fast 100 beteiligten Wissenschaftler nahm, zeigt die seltsame und faszinierende DNA hinter Ixodes Scapularis, die berüchtigten blacklegged Zecke, die Lyme-Borreliose in den östlichen USA verbreitet. Nun, wir seinen genetischen Code geknackt haben, sind wir einen Schritt näher zum Sieg über den hartnäckigen Parasiten.

"Wir hören viel in diesen Tagen über Malaria, Dengue-Fieber und Zika-Virus", sagte Hill. "Aber"Lyme-Borreliose die häufigste vektorübertragene Krankheiten in den Vereinigten Staaten ist, und es sehr schwer ist zu beseitigen."

I. Scapularis Genom war wie die knackigen Gliederfüßer selbst nicht leicht zu knacken. "Es jeden Schritt des Weges herausgefordert hat,", sagte Hill, feststellend, dass Zecken einen sehr langen, komplexen Lebenszyklus haben und sind schwierig, im Labor wachsen. Was mehr ist, I. Scapularis Genom ist groß und vielfältig – was bedeutete, dass Wissenschaftler mussten sequenzieren, analysieren und Stück zusammen Hunderte von individuellen genetischen Bibliotheken, ein genaues Bild über die Art zu bauen. "Das nahm ein großes Team von Menschen und eine Menge Rechenleistung", sagte Hill.

Einer der Gründe, die das Genom so groß ist ist die Wiederholung. Viele I. Scapularis Gene wurden, wie Seiten aus einem Buch kopiert, die versehentlich zweimal gedruckt wurden. Diese Verdopplungen fand wahrscheinlich gleich um das Ende der letzten Eiszeit. "Es ist möglich, dass mehrere Gene, die Fähigkeit, eine größere Anzahl von Lebensräumen und Hosts nutzen führt", sagte Hill. "Wir wollen lernen, was diese Gene sind, und ob einer von ihnen angegriffen werden kann, durch Zecken übertragene Krankheit zu verhindern."

Andere Aspekte des Genoms I. Scapularis bieten auch Einblicke in faszinierende Biologie der Parasiten.

I. Scapularis Larven und Eiern über Andrew Nuss

Tick Speichel, ist zum Beispiel ein Füllhorn von Arzneimitteln, mit Tausenden von Antibiotika, Analgetika, Blutverdünner und immun Unterdrücker. Wir sind nicht noch sicher was jeder dieser einzelnen Verbindungen hat, aber das Ergebnis ist klar: eine unvergleichliche Fähigkeit, schlemmen, unbemerkt, auf das Blut vieler verschiedener Organismen, tagelang.

"Tick Bloodfeeding wirklich einen phänomenalen Prozess", sagte Hill. "Jetzt ist es etwas, das Wissenschaftler beginnen können, methodisch und systematisch auseinander zu necken."

Bewaffnet mit seinem Genom, können Forscher gentechnisch veränderter Stämme von I. Scapularis erstellen, die nicht in der Lage, bestimmte Speichel Proteine auszudrücken sind. Dies könnte helfen, uns zu identifizieren – und stoppen – bestimmte Prozesse, die für Bloodfeeding von entscheidender Bedeutung sind.

I. Scapularis Genom ist auch Licht auf die Zecke Rüstung-wie Kutikula, vergießen, die sowohl nahezu unzerstörbar und sehr erweiterbar ist. "Wir angefangen haben einige Gene und Wege rund um das identifizieren", sagte Hill. "Es wurde für eine sehr lange Zeit ein Rätsel."

Es gibt viele Richtungen Hill und ihre Kollegen hoffen, diese Forschung als nächstes bringen, einschließlich Drilldown in die Mechanik der interessantesten, einzigartig und stark duplizierte Gene, herauszufinden, was genau, zu I. Scapularis evolutionären Erfolg geführt hat. Auch wollen sie beginnen, Entschlüsselung der Genome von anderen Arten von Zecken und Milben.

"Jetzt, wo wir das Genom für einen Tick haben, wir nicht gehen, es zu stoppen", sagte Hill. "Wir haben eine Top ten-Lieblings-Liste der Zecken und Milben von medizinischer Bedeutung, und wollen wir unsere Studien zu erweitern." Diese Arbeit ist ein wichtiger Meilenstein, aber es ist wirklich nur der Anfang."

[Nature Communications]

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