Το γονιδίωμα της χελώνας παρέχει νέες ενδείξεις για την εξέλιξη των σπονδυλωτών
Οι χελώνες με κρυφό λαιμό Apalone spinifera και Staurotypus triporcatus των οποίων το γονιδίωμα έχει συγκεντρωθεί. Από την Nicole Valenzuela.
Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει συγκροτήματα γονιδιώματος δύο χελωνών με κρυφό λαιμό, αδημοσίευτες μέχρι τώρα. Τα αποτελέσματα, τα οποία αποκάλυψαν μια νέα τρισδιάστατη δομή του γονιδιώματος στη φυλογενετική ομάδα ερπετών, πτηνών και θηλαστικών, θα συμβάλουν στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών στρατηγικών διατήρησης της χελώνας και στη μελέτη της εξέλιξης του γονιδιώματος και της χρωμοσωμικής οργάνωσης των σπονδυλωτών.
Επιστήμονες από το UAB και το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αϊόβα δημιούργησαν τα συγκροτήματα γονιδιώματος δύο χελωνών με κρυφό λαιμό, αδημοσίευτες μέχρι στιγμής. Τα αποτελέσματα, τα οποία αποκάλυψαν μια νέα τρισδιάστατη δομή του γονιδιώματος στη φυλογενετική ομάδα ερπετών, πτηνών και θηλαστικών, θα συμβάλουν στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών στρατηγικών διατήρησης της χελώνας και στη μελέτη της εξέλιξης του γονιδιώματος και της χρωμοσωμικής οργάνωσης των σπονδυλωτών.
Επικεφαλής της μελέτης ήταν οι ερευνήτριες Aurora Ruiz-Herrera (UAB) και Nicole Valenzuela (Iowa State University), με τη συμμετοχή ερευνητών από το Institute of Evolutionary Biology (CSIC-UPF) και το Earlham College. Δημοσιεύτηκε στο Genome Research , υπογραμμίζει τον σημαντικό ρόλο της χρωματίνης, μιας τρισδιάστατης δομής μέσα στην οποία το γενετικό υλικό διπλώνεται και συσκευάζεται εντός του κυτταρικού πυρήνα, στη ρύθμιση της λειτουργίας των γονιδίων και τον αντίκτυπό της στην εξέλιξη και την ειδογένεση.
Οι ερευνητές δημιούργησαν de novo συγκροτήματα (χωρίς προηγούμενο μοντέλο αναφοράς) του πλήρους γονιδιώματος δύο ειδών χελωνών cryptodiran, που συνήθως ονομάζονται βραχυλαιμικές χελώνες, συνδυάζοντας τεχνικές γονιδιακής αλληλουχίας και έκφρασης. Οι δύο χελώνες αντιπροσωπεύουν δύο γενεαλογίες στις οποίες τα φυλετικά χρωμοσώματα έχουν εξελιχθεί ανεξάρτητα: ένα με χρωμοσώματα XX/XY, τον τύπο που έχουν οι άνθρωποι και άλλα θηλαστικά, και ένα άλλο με ZZ/ZW, που υπάρχει στα πουλιά και τις πεταλούδες. Επιπλέον, οι ερευνητές εντόπισαν μια νέα τρισδιάστατη διαμόρφωση χρωματίνης και στις δύο γραμμές: πέρα από τα συμβάντα σύντηξης/σχάσης σε γραμμικά γονιδιώματα, εντόπισαν ένα χρωμοσωμικό μοτίβο αναδίπλωσης που επιτρέπει αλληλεπιδράσεις κεντρομερούς-τελομερούς. Αυτές οι ανακαλύψεις παρέχουν νέες ενδείξεις για τη δομή της τρισδιάστατης χρωματίνης στους αμνιώτες, μια φυλογενετική ομάδα στην οποία ανήκουν τα ερπετά, τα πουλιά και τα θηλαστικά.
«Προτείνουμε ότι το αποκλίνον μοτίβο που βρέθηκε στις χελώνες προήλθε από μια υπάρχουσα αμνιακή προγονική κατάσταση που ορίζεται από μια πυρηνική διαμόρφωση με εκτεταμένες συσχετίσεις μεταξύ των χρωμοσωμάτων της που διατηρήθηκαν κατά τη γραμμική αναδιάταξη του γονιδιώματος σε χελώνες και άλλα σπονδυλωτά», δηλώνει η Nicole Valenzuela, ερευνήτρια στο Τμήμα Οικολογίας, Εξέλιξης και Οργανικής Βιολογίας στο Iowa State University.
«Αυτά τα ευρήματα διευρύνουν τις γνώσεις μας σχετικά με την εξέλιξη των φυλετικών χρωμοσωμάτων και παρέχουν μια σταθερή βάση για μελλοντική έρευνα για την εξέλιξη του γονιδιώματος και την οργάνωση των χρωμοσωμάτων στα σπονδυλωτά», τονίζει η Aurora-Ruiz Herrera, ερευνήτρια στο Τμήμα Κυτταρικής Βιολογίας, Φυσιολογίας και Ανοσολογίας και του Ινστιτούτου. Βιοτεχνολογίας και Βιοϊατρικής (IBB) του UAB.
Βασικό μοντέλο επιστημονικής έρευνας
Οι ερευνητές σημειώνουν στο άρθρο ότι η μελέτη των γονιδιωμάτων της χελώνας παρέχει κρίσιμες πληροφορίες που θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν την κατανόησή μας για τη βιολογία και την εξέλιξη. Με τη μακροζωία και την αντοχή τους στις ασθένειες, προσφέρουν ένα μοναδικό μοντέλο για επιστημονικές μελέτες που κυμαίνονται από τη βιοϊατρική έως τη διατήρηση των ειδών. Η αποκρυπτογράφηση του γονιδιώματός τους είναι το κλειδί για τον εντοπισμό των γονιδίων που ευθύνονται για αυτά τα χαρακτηριστικά και θα μπορούσε να προωθήσει την ανθρώπινη ιατρική, ειδικά σε τομείς όπως η γήρανση και η αντίσταση στις ασθένειες.
Επιπλέον, το γονιδίωμα της χελώνας προσφέρει ένα μοναδικό παράθυρο στην εξέλιξη: αυτά τα είδη ερπετών υπάρχουν για περισσότερα από 250 εκατομμύρια χρόνια, επιβιώνουν από γεγονότα μαζικής εξαφάνισης και προσαρμόζονται σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Η μελέτη του DNA τους βοηθά στην καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών προσαρμογής και επιβίωσης, οι οποίοι είναι βασικοί για τη διατήρηση και των δύο, των ίδιων των χελωνών και άλλων ειδών.
Οι πρώτες συνελεύσεις γονιδιώματος χελώνας δημοσιεύτηκαν πριν από περισσότερο από μια δεκαετία. Έκτοτε, έχουν αναφερθεί δώδεκα συγκροτήματα γονιδιώματος Chelonian, εννέα από αυτές με ταυτοποιημένη τη γονιδιακή τους αλληλουχία. «Τα συγκροτήματα που δημιουργήθηκαν πρόσφατα προστίθενται τώρα σε αυτόν τον κατάλογο και αντικατοπτρίζουν τη σημασία των υψηλής ποιότητας γονιδιωματικών πόρων για την πρόοδο της εξελικτικής και αναπτυξιακής βιολογίας», καταλήγει η Aurora Ruiz-Herrera.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencedaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241021123306.htm