Oamenii de știință au secvențiat cel mai mare genom animal cunoscut – și este de 30 de ori mai mare decât genomul uman.
Genomul aparține pestelui pulmonar din America de Sud (Lepidosiren paradoxa)un primordial, care respira aer peşte care „sare” pe pământ din apă folosind înotătoarele ciudate, asemănătoare membrelor. Codul ADN al peștelui sa extins dramatic în ultimii 100 de milioane de ani de istorie evolutivă, strângând echivalentul unui genom uman la fiecare 10 milioane de ani, au descoperit cercetătorii.
Descoperirile ar putea face lumină asupra modului în care genomurile se extind în arborele vieții.
Peștii pulmonari sunt uneori numiți „fosile vii” deoarece există de sute de milioane de ani. Se crede că sunt speciile cele mai apropiate de primele tetrapodecel strămoșul tuturor vertebratelor. Acești strămoși probabil au încolțit membre și s-au târât pe pământ în urmă cu aproximativ 370 de milioane de ani în timpul perioadei devoniene (cu 419 milioane până la 359 milioane de ani în urmă), Știința a raportat.
Anterior, oamenii de știință au secvențiat genomul altor specii de pești pulmonar, inclusiv peștele pulmonar australian (Neoceratodus forsteri). Următorii pe listă au fost peștii pulmonari africani (Protopterus annectens) și (L. paradoxa), al cărui genom este de două ori mai mare decât rudele sale care respiră aer de pe alte continente.
Echipa a descris genomul pestelui pulmonar din America de Sud pe 14 august în jurnal Natură. Se pare că acești pești care respiră aer poartă 91 de miliarde de perechi de baze, sau litere, de ADN în genomul lor.
Sunt suficiente scrisori pentru a umple 100.000 de cărți. Cu toate acestea, doar 20.000 de gene codifică de fapt proteine, ceea ce înseamnă că restul ar putea fi în mare parte gunoi, a descoperit studiul. Peste 90% din materialul genetic a fost realizat elemente transpozabile (TE) sau gene „săritoare” extrem de repetitive care au fost copiate din altă parte a genomului.
Oamenii de știință au stabilit și de ce Genomul peștilor pulmonar s-a extins atât de brusc în ultimii 100 de milioane de ani. Se pare că peștele pulmonar din America de Sud avea gene cheie care suprimă TE, pe care organismele le-au moștenit de la viruși cu mult timp în urmă.
A purta atât de mult bagaj genetic poate fi problematic.
„Acesta trebuie să fie un cost enorm pentru animal”, Axel Meyerun biolog evoluționist la Universitatea din Konstanz, a spus Science Magazine. „Toți cei 19 cromozomi ai acestui pește pulmonar, cu excepția unuia, au dimensiunea întregului genom uman, așa că este nevoie de multă energie pentru a copia acel ADN. Iar nucleul și celula care îl încap trebuie să fie mai mari”.
Pe de altă parte, ADN-ul suplimentar poate fi util atunci când animalele trebuie să se adapteze la mediile în schimbare, a spus Meyer. Asta pentru că TE-urile pot crește sau scădea expresia genelor, permițând o adaptare mai rapidă.
În timp ce peștele pulmonar poate deține recordul pentru cel mai mare genom animal cunoscut, acesta nu conține cel mai mare genom în general. Acea onoare îi aparține unui ferigă ciudată care adăpostește 160 de miliarde de litere în genomul său — de peste 50 de ori mai mult decât literele găsite în celulele umane.
Și acest pește pulmonar special poate să nu fie deținătorul recordului pentru cel mai mare genom animal pentru mult timp. Peștele pulmonar marmorat (Protopterus aethiopicus) poate avea un genom cu 50% mai mare decât acesta, Claus-Peter Stelzerun biolog evoluționist de la Universitatea Innsbruck din Austria care nu a fost implicat în studiu, a declarat pentru Science. Desigur, specia va avea nevoie de secvențierea genomului său înainte ca acest lucru să poată fi confirmat.