Pásztázó elektronmikroszkópos kép egy Kamptozoa-ról, egy kis vízi gerinctelenről. Köszönetnyilvánítás: Dr. Natalia Shunatova. Köszönetnyilvánítás: Dr. Natalia Shunatova
A kutatások azt sugallják, hogy a Kamptozoa és a Bryozoa phyla hamarabb hasadt, mint azt korábban hitték.
A Kamptozoa és a Bryozoa a kis vízi gerinctelenek két törzse. Rokonok a csigákkal és a kagylókkal (puhatestűek), a sörteférgekkel, a gilisztákkal és a piócákkal (annelid), valamint a szalagférgekkel (nemertea). Az evolúcióbiológusok régóta értetlenül állnak az élet fáján elfoglalt pontos helyük előtt, és attól, hogy ezek a fajok milyen szorosan kapcsolódnak hozzájuk. A korábbi kutatások rendszeresen megváltoztatták a helyüket.
Továbbá annak ellenére, hogy a Kamptozoát és a Bryozoát egykor egy csoportba tartozónak tartották, később megjelenésük és anatómiájuk miatt különváltak. Most a kutatók a Okinawai Tudományos és Technológiai Intézet Graduate University (OIST), a Szentpétervári Egyetem és a Tsukuba Egyetem munkatársaival együttműködve bebizonyították, hogy a két törzs a puhatestűekről és a férgekről korábban vált szét, mint azt a korábbi tanulmányok javasolták, és így valójában külön csoportot alkotnak. Ezt a felfedezést a legmodernebb szekvenálási technológia és a hatékony számítástechnikai elemzés tette lehetővé.
„Megmutattuk, hogy jó minőségű transzkriptomikai adatok felhasználásával egy régóta fennálló kérdésre a jelenlegi technikáink legjavával tudunk válaszolni” – mondta Dr. Konstantin Khalturin, az OIST tengeri genomikai osztályának munkatársa és a publikált cikk első szerzője. ban ben Tudomány előlegek.
Dr. Konstantin Khalturin és Nori Satoh professzor a kutatásban részt vevő két kutató. Jóváírás: OIST
A genom minden sejtben megtalálható genetikai információ teljes halmaza. Génekre van osztva. Ezek a gének abból állnak DNS bázispárok, és minden gén tartalmazza a fehérje létrehozásához szükséges utasításokat, és így a sejt megfelelő gondozásához és karbantartásához vezet. Az utasítások végrehajtásához először a DNS-t át kell írni RNS. Ennek eredménye a transzkriptom, mint egy genom tükröződése, de DNS helyett RNS bázispárokban van írva.
Ez a genetikai információ fajonként eltérő. A közeli rokonok nagyon hasonló genetikai információval rendelkeznek, míg a nagyobb evolúciós távolság több genetikai különbséget eredményez. Ezen adatok felhasználásával a kutatók bővítették ismereteinket az állatok evolúciójáról, de néhány kérdésre még mindig nehéz megválaszolni.
Mivel a Kamptozoa és a Bryozoa közeli rokonságban állnak a puhatestűekkel, annelidákkal és nemerteával, az adatkészletben lévő apró hibák vagy hiányzó adatok az evolúciós fán való helytelen elhelyezést eredményezhetik. Ezen túlmenően, miközben ezeket az apró állatokat gyűjtjük, könnyen felszedhetünk más organizmusokat, például algákat, amelyek szennyezik a mintát. Dr. Khalturin kiemelte, hogy ügyeltek arra, hogy elkerüljék a szennyeződést, és később átvizsgálták adatbázisukat algák és kisállatok RNS-ére, hogy eltávolítsák azokat, amelyek esetleg származhattak volna belőlük.
Ez az új tanulmány feltárta a Kamptozoa és a Bryozoa evolúciós kapcsolatait, valamint az élet fáján elfoglalt helyét. A tanulmány megállapította, hogy a vártnál korábban váltak ki puhatestűekről és férgekről, és egy külön csoport, a Polyzo részei. Jóváírás: OIST
A kutatók összesen négy Kamptozoa és két Bryozoa faj transzkriptumát szekvenálták, de a korábban elértnél jóval magasabb minőségi szinten. Míg a korábbi adatkészletek teljessége 20-60% volt, ebben a tanulmányban az átírás teljessége 96% felett volt.
Ezekkel a transzkriptumokkal megjósolták a fehérjéket, és összehasonlították azokat 31 másik faj hasonló adataival, amelyek közül néhány közeli rokonságban állt a Kamptozoa és Bryozoa fajokkal, például kagylók és sörteférgek, mások pedig távolabbiak, például békák, tengeri csillagok, rovarok. , és medúza. A kiváló minőségű adatkészletek lehetővé tették, hogy egyidejűleg sok különböző gént és fehérjét hasonlítsanak össze. Dr. Khalturin nevéhez fűződik az OIST kutatói által elért hatékony számítási képességek.
„A fő megállapításunk az, hogy a két törzs összetartozik” – mondta Dr. Khalturin. „Ezt az eredményt eredetileg a 19. században javasolták biológusok, akik az állatok megjelenése alapján csoportosították az állatokat.”
Miközben Dr. Khalturin kijelentette, hogy erre a kérdésre a rendelkezésre álló legjobb képességek szerint megválaszolták, azt is kiemelte, hogy az adatkészlet más alapvető evolúciós kérdésekre is választ adhat – például a puhatestűek és annelidák pontosabb elhelyezkedése az élet fáján, és az élet mikéntje. változatos.
Hivatkozás: „A Polyzoa visszatér: A teljes génkészletek hatása az Ectoprocta és az Entoproc elhelyezésére”, Konstantin Khalturin, Natalia Shunatova, Szergej Scsenkov, Yasunori Sasakura, Mayumi Kawamitsu és Noriyuki Satoh, 1. július 2022. Tudomány előlegek.
DOI: 10.1126/sciadv.abo4400
