Unzerstörbar Bärtierchen haben eine Genom, die ernsthaft komisch ist

Bärtierchen, Wissenschaftler als Bärtierchen, sind bekanntlich liebenswert mikroskopisch kleine Kreaturen, die alles überleben können: total Einfrieren, Austrocknung, Strahlung Bombardement und sogar das Vakuum des Weltraums. Jetzt Wissenschaftler haben eine tardigrade Genom sequenziert und sind sehr beeindruckt von den Ergebnissen überrascht.

Gestern veröffentlichte eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von der University of North Carolina in Chapel Hill Biologe Thomas Boothby ihre Analyse des tardigrade-Genoms in das Verfahren der National Academy of Sciences. Was sie fanden war, dass 17,5 % des Genoms tardigrade kommt eigentlich von anderen Organismen, einschließlich Pflanzen, Pilze, Bakterien und Viren. Diese Gene eingegeben tardigrade DNA in einem Prozeß bekannt als horizontaler Gentransfer, die sehr häufig bei einzelnen-celled Organismen aber selten unter den Tieren. Der nächste Vergleich mit den Bärtierchen ist eine mikroskopische Plankton genannt ein Rädertierchen (im Bild unten, Essen), die hat etwa 9 % seiner DNA von anderen Organismen.

Die Forscher erreichte die 17,5 % von tierversuchsfreien Gene tardigrade nacheinander zu isolieren, und vergleicht diese tierversuchsfreien Gene mit denen von anderen sequenzierten Organismen. Etwa 17,5 % der tardigrade Gene ähnelte Gene von nicht-tierischen Organismen wie Pflanzen und Bakterien. Dies ist das erste Mal, die Wissenschaftler je ein Tier mit 1/6 seines Genoms aus nicht-tierischen Quellen gefunden haben.

Biologe Bob Goldstein, der auf dem Papier mit Boothby arbeitete, erzählte Gizmodo per e-Mail, dass sie nicht sicher sein der genaue Spezies, die DNA an die Bärtierchen gespendet zum Teil, weil einige der Genome der Arten nicht noch sequenziert haben kann.

Die eigentliche Frage ist, wie die Bärtierchen ein genetische Sammelsurium geworden ist? Boothby und seine Kollegen vermuten, dass es mit dem Tier als Reaktion auf stress zu tun hat. Bärtierchen Leben in feuchten Moos, und eines der häufigsten Formen der Gefahr, die sie ertragen müssen ist Austrocknung oder austrocknen. Als Bärtierchen ausgetrocknet sind, bricht ihre DNA in Stücke. Alle Organismen um sie herum werden auch das gleiche Schicksal erleiden. Aber sobald die Bärtierchen Umwelt Wasser wieder re-Hydrat und Rückkehr zum Leben. Wie sie re-Hydrat, ihre Zellwände porös und undicht geworden, und Fragmente von DNA aus den ausgetrockneten Organismen um sie herum innen und verschmelzen mit dem Tier verjüngende DNA fließen können.

Boothby erklärt per e-Mail:

Also, was wir spekulieren geschieht, ist wie Bärtierchen, ihre DNA und der DNA anderer Organismen in der Umwelt-Pausen zu trocknen. Dann als die Bärtierchen rehydrieren Sie ihre Zellmembranen werden undicht, so dass diese ökologischen DNA ihrer Zellen und letztendlich die Kerne der Zellen eingeben. Schließlich, wie die Bärtierchen sind eigene Genome wieder zusammen nähen können sie einzubinden einige dieser Fremd-DNA. Geschieht dies in einem Germcell, konnten die Fremdkörper an nachfolgende Generationen weitergegeben werden.

Die Forscher haben auch herausgefunden, dass viele der Bärtierchen geliehenen Gene tatsächlich zusammenhängen, um zu Toleranz und DNA-Reparatur zu betonen. Boothby fuhr fort:

Da wir sehen, dass viele [horizontaler Gentransfer] Gene in Bärtierchen bekannt oder Rollen in Stresstoleranz vermutet, richtet es ein interessantes "Huhn und dem Ei"-Szenario. Meine persönliche Vermutung ist, dass Bärtierchen wahrscheinlich ursprünglich hatte einige rudimentäre Fähigkeit zu überleben Trocknung und erhöht ihre Fähigkeit, extreme durch die Übernahme von fremden Gene überleben. Dieses würde wahrscheinlich auch eine positive Feedback-Schleife, wo je besser ein Bärtierchen wird zu überleben Trocknung, setup mehr fremd-DNA, die sie erwerben kann.

Jedes Mal, wenn ein Bärtierchen überlebt eine lebensbedrohliche Form von Stress, gelingt es abzuholen, die mehr Gene, die es dazu aus, dass Stress zu erholen. Je mehr versuchen Sie die Bärtierchen zu zerstören, desto stärker wird es.

Lesen Sie die vollständige wissenschaftliche Veröffentlichung in PNAS.

Tardigrade Porträt von Sinclair stammelt