Oamenii de știință au secvențiat cel mai mare genom animal cunoscut. Acesta este de 30 de ori mai mare decât genomul uman.
Genomul aparține peștelui cu plămâni sud-american (Lepidosiren paradoxa). Acesta este un pește primitiv care respira aer și „sare” pe uscat din apă folosind aripioare asemănătoare membrelor. ADN-ul acestui pește a evoluat dramatic în ultimele 100 de milioane de ani, acumulând echivalentul unui genom uman la fiecare 10 milioane de ani, au descoperit cercetătorii.
Genomul peștelui cu plămâni sud-american
Descoperirile ar putea oferi indicii despre cum se extind genomurile pe parcursul arborelui vieții. Peștii cu plămâni sunt uneori numiți „fosile vii” deoarece există de sute de milioane de ani. Se consideră că sunt cele mai apropiate specii de primii tetrapozi, strămoșii tuturor vertebratelor. Acești strămoși au început probabil să dezvolte membre și să iasă pe uscat în jurul a 370 de milioane de ani în urmă, în perioada Devoniană (419-359 milioane de ani în urmă), potrivit Science.
Anterior, oamenii de știință au secvențiat genomurile altor specii de pești cu plămâni, inclusiv peștele cu plămâni australian (Neoceratodus forsteri). Următoarele pe listă au fost peștele cu plămâni african (Protopterus annectens) și (L. paradoxa), al cărui genom este de două ori mai mare decât al rudelor sale cu plămâni din alte continente.
Echipa a descris genomul peștelui cu plămâni sud-american pe 14 august în revista Nature. Se pare că acești pești respiratori au un uriaș număr de 91 de miliarde de perechi de baze, sau litere, în genomurile lor.
Acest număr este suficient pentru a umple 100.000 de cărți. Totuși, doar 20.000 de gene codifică proteine. Mai mult de 90% din materialul genetic era format din elemente transpozabile (ET), sau gene „săritoare” extrem de repetitive care au fost copiate din alte părți ale genomului.
De ce s-a extins atât de dramatic
Oamenii de știință au determinat, de asemenea, de ce genomurile peștilor cu plămâni s-au extins atât de dramatic în ultimele 100 de milioane de ani. Se pare că peștele cu plămâni sud-american avea gene esențiale care suprimă ET-urile, gene pe care organismele le-ar fi moștenit de la viruși cu mult timp în urmă.
A purta atât de mult material genetic poate fi problematic.
„Aceasta trebuie să fie o mare povară pentru animal”, a declarat Axel Meyer, biolog la Universitatea din Konstanz. „Toți, cu excepția unuia dintre cei 19 cromozomi ai acestui pește cu plămâni, au dimensiunea întregului genom uman. Așa că necesită multă energie pentru a copia acel ADN. Și nucleul și celula care îl conțin trebuie să fie mai mari.”
Pe de altă parte, ADN-ul suplimentar poate fi de folos atunci când animalele trebuie să se adapteze la medii schimbătoare. Acest lucru se datorează faptului că ET-urile pot regla expresia genelor, permițând o adaptare mai rapidă.
Deși peștele cu plămâni de Sud-America deține recordul pentru cel mai mare genom animal cunoscut, acesta nu are cel mai mare genom în general. Această onoare îi revine unei ferigi neobișnuite care conține 160 de miliarde de litere în genomul său. De peste 50 de ori mai multe litere decât în celulele umane.
Și acest pește cu plămâni poate să nu dețină recordul pentru cel mai mare genom animal pentru mult timp. Peștele cu plămâni marmorat (Protopterus aethiopicus) ar putea avea un genom cu 50% mai mare decât acesta, a declarat Claus-Peter Stelzer, biolog evoluționist la Universitatea din Innsbruck din Austria, care nu a fost implicat în studiu. Desigur, specia va trebui să aibă genomul său secvențiat înainte ca acest lucru să fie confirmat, conform Live Science.