Secondo Rokhsar, programmare la testa per genomica di calcolo al Dipartimento per l'energia l'istituto unito del genoma (JGI) nel professore di Walnut Creek, della California e del Uc Berkeley della genetica, l'analisi del genoma ha permesso che la squadra “paragonasse il anemone di mare ad altri animali e vedesse a che cosa il genoma del loro ultimo antenato comune ha assomigliato, anche se tali creature sono state estinte per 600 o 700 milione anni.„
Il genoma del anemone di mare dell'attricetta - vectensis di Nematostella, un animale fragile e poco-pollice-lungo sotto forma d'un tubo trasparente e multi-tentacled - è stato ordinato a JGI come componente della relativa Comunità che ordina il programma. La sequenza grezza è stata a disposizione degli scienziati sul Internet per l'anno scorso. Il anemone burrows nel fango in acqua salmastra lungo l'est e le coste ovest degli Stati Uniti e nelle isole britanniche e sta trasformandosi in in un sistema di modello sempre più importante per lo studio sullo sviluppo, lo sviluppo, la genomica, biologia riproduttiva e l'ecologia, ringraziamenti nella grande parte alla sollecitazione del professor marino ritardato cadetto di zoologia del Uc Berkeley e del biologo passa il junior.
Tutti gli animali formati da più di una cellula sono ammassati insieme come “metazoan.„ Ma gli scienziati distinguono solitamente fra le spugne - animali sconosciuti diverso di qualsiasi altro - e tutto il resto, che sono eumetazoans definiti (letteralmente “animali allineare„) e sono caratterizzati dai tessuti definiti e dagli strati embrionali distinti.
“Qualche cosa che il anemone di mare avesse che inoltre è trovato in esseri umani, le mosche, le lumache o tutti i altri eumetazoans devono già essere presenti nell'antenato comune dei eumetazoans,„ Rokhsar ha detto.
Semplicemente confrontando gli animali viventi, gli scienziati hanno arguito che i eumetazoans in anticipo hanno avuti molte delle caratteristiche che ci associamo oggi con gli animali: un sistema nervoso, muscoli, sensi, un intestino e perfino sperma con le piccole code. Confrontando i genoma, esso ora sono possibile arguire quale geni erano presenti in questo progenitor antico e come i loro cromosomi è stato strutturato, Rokhsar hanno detto. |
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Sorprendente, la squadra ha trovato che il genoma del anemone di mare dell'attricetta, che è ammassato con le meduse ed i coralli nel phylum eumetazoan di divergenza più in anticipo, Cnidaria, assomiglia all'essere umano e ad altri genoma vertebrati di più di esso assomiglia ai genoma di tali “ratti del laboratorio„ ben esaminati come mosche di frutta e viti senza fine del nematode. Secondo Nicholas Putnam, il collega postdoctoral al JGI e l'autore importante dello studio, questo è perché sia i genoma del vertebrato che del anemone hanno mantenuto molti geni ancestrali che vola e le viti senza fine del nematode perse apparentemente col passare del tempo. I geni delle mosche e delle viti senza fine inoltre sono stati mischiati in su fra i cromosomi, rendente lo duro seguire i geni con sviluppo.
Il genoma del anemone, da un lato, ha cambiato apparentemente di meno con tempo e fa un buon riferimento per il confronto con l'essere umano ed altri genoma vertebrati per scoprire i geni del nostro antenato comune e come sono stati organizzati sui cromosomi.
Il anemone di mare, per esempio, ha circa 18.000 geni, mentre gli esseri umani hanno circa 20.000. Secondo i ricercatori, questo implica che l'antenato comune abbia avuto numero quasi uguale dei geni, fra 18.000 e 20.000. Molti dei geni del anemone si trovano sui relativi 30 cromosomi nei modelli simili ai modelli dei geni relativi sui 46 cromosomi degli esseri umani.
“Molti geni vicini nel anemone di mare sono insieme ancora vicino insieme in esseri umani, anche dopo sei o settecento milione anni,„ hanno detto Putnam. “Pensiamo che possiamo identificare dove approssimativamente la metà dei geni è stata situata sui cromosomi dell'antenato.„
Questa somiglianza è presente nei genoma del anemone e dell'essere umano di mare, malgrado le differenze evidenti fra le due specie.
“La complessità nel genoma non è collegata in alcun senso semplice a complessità dell'organismo,„ Putnam ha notato. Molta di complessità dell'organismo può essere attribuita alla regolazione dei geni attuali piuttosto che ai geni novelli, egli disse, ed all'analisi del genoma permetterà ulteriore studio su tale regolazione.
Il eumetazoan ancestrale già avuto “la borsa degli arnesi„ genetica per condurre biochimica animale di base, sviluppo e nervo e funzione muscolare, secondo analisi della squadra. Queste funzioni sono state conferite unendo i geni antichi che sono trovati fuori degli animali con circa 1.500 nuovi geni non veduti prima nelle forme più in anticipo di vita.
“Possiamo seguire la storia evolutiva di approssimativamente 80 per cento dei geni eumetazoan persino più indietro a tempo prima dell'origine degli animali, poiché i geni relativi sono trovati in funghi, piante, muffe di melma ed altri non-animali,„ abbiamo detto Rokhsar. “Soltanto 20 per cento dei geni eumetazoan ancestrali sembrano essere unici agli animali. Quindici per cento di questi sembrano essere completamente novelli - non possiamo identificare alcun gene relativo in non-animali. Gli altri cinque per cento sono stati formati con le modifiche notevoli ai geni molto antichi.„
I geni novelli del eumetazoa sono implicati, in larga misura, con la conversazione fra le cellule. “Negli animali in anticipo, cellule ha calcolato fuori come comunicare l'un l'altro e coordinare le loro attività,„ Putnam ha detto.
“I geni comuni a tutte le cellule complesse sono coinvolti con le vie critiche di segnalazione all'interno della cellula, mentre i nuovi geni di animale-specific sembrano conferire i nuovi modi di interazione fra le cellule,„ Rokhsar hanno detto, notando che i nuovi geni compaiono in eumetazoa che lascia le cellule attaccare ad una un altro, segnalare uno un altro e trasmettere gli impulsi nervosi ad una nuova struttura denominata la sinapsi.
Ciò ha significato, ha aggiunto, perché i eumetazoans sono caratterizzati dai tessuti e dagli organi in cui le cellule devono ragruppare e comunicare, mentre le celluli devono generalmente interagire soltanto senza bloccare soltanto con l'ambiente esterno e con le loro colleghe cellule.
“Basicamente, il anemone di mare ha tutti i meccanismi di base di interazione con il mondo esterno veduto in più creature morfologicamente complesse,„ Putnam ha detto.
Rokhsar aspetta con impazienza di paragonare il genoma del anemone di mare ai genoma di altri animali e dei loro parenti - spugne, placozoans e choanoflagellates - per imparare più circa i eumetazoans più in anticipo ed altri animali in anticipo.
“Il nostro obiettivo è di impararlo come i geni ed i genoma si sono evoluti dappertutto della storia degli animali,„ ha detto. “Questo li aiuterà a capire più meglio non solo le origini animali, ma anche come la biodiversità è generata e modellata da cambiamento genomic.„
I co-author con Rokhsar e Putnam sono dottorando Mansi Srivastava del Uc Berkeley e pugnali di marinaio del Bill di bioinformaticist, tutti dal centro della città universitaria per genomica integrante; Scienziati Uffe Hellsten, Chapman di JGI di Jarrod, Asaf Salamov, Astrid Terry, Harris Shapiro, Erika Lindquist, Igor Grigoriev e il JGI che ordina squadra; Vladimir V. Kapitonov e Jerzy Jurka dell'istituto di ricerca genetico di informazioni nel Mountain View, Calif.; Grigory Genikhovich ed Ulrich Technau del centro internazionale di SAR per biologia molecolare marina all'università di Bergen, Norvegia; Robert E. Steele di Uc Irvine; John R. Finnerty dell'università di Boston; e contrassegno Q. Martindale dell'università di Hawai a Manoa.
Il finanziamento per il progetto è venuto dal fondamento della Betty e di Gordon Moore, dal cuore nazionale, dal polmone e dall'istituto di anima degli istituti della sanità nazionali e dal Dipartimento per l'energia di Stati Uniti.
Fonte: Sabbiatrici del Robert
Università di California - Berkeley |
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