Секвенирован геном гребневика
Оригинал взят у fp7_bio_ru в Секвенирован геном гребневика
Гребневики - эволюционно древние, своеобразно устроенные животные. Их положение на филогенетическом древе животного царства, а также некоторые особенности (устройство нервной системы, наличие мезодермы и др.) являются предметом оживленной дискуссии среди эволюционных биологов. Усилия по секвенированию генома гребневика, наконец, завершились успехом: в статье в журнале Science сообщается о секвенированном геноме Mnemiopsis leidyi. Размер генома ~150 Mb, 16548 предсказанных генов составляют 58% генома. Филогенетический анализ как аминокислотных последовательностей, так и содержания генов (gene content) показал, что гребневики действительно являются самой древней группой многоклеточных животных, более древней, чем проще устроенные губки и трихоплакс.
Гребневики обладают относительно сложной нервной системой. Авторы статьи предполагают, что нервная система появилась в эволюции у предшественника всех ныне существующих многоклеточных животных, а у губок и трихоплакса она утрачена вторично. Интересно, что у последних (геномы Trichoplax и губки Amphimedon уже отсеквенированы) присутствует значительная часть нейральных генов. Это тоже свидетельствует в пользу предположения о вторичной утрате нервной системы у этих примитивных животных. Альтернативной гипотезой является независимое происхождение нервной системы у гребневиков и всех остальных животных. Подтверждение той или другой гипотезы выходит за рамки сравнительной геномики и требует функционального изучения нейральных генов у организмов без нервной системы.
По поводу происхождения мезодермы высказывались предположения, что мезодерма, как и нервная система, является древнейшим эволюционным "изобретением", и была вторично утрачена у губок, трихоплакса и книдарий. Однако, в отличие от нейральных генов, в геноме Mnemiopsis мезодермальные гены по большей части отсутствуют, или же не экспрессируются в мезодермальных зачатках и их производных. Таким образом, установлено, что мезодерма появилась при возникновении билатерий (билатерально симметричных животных). Это согласуется с ранее установленным фактом, что поперечнополосатая мускулатура появилась независимо у гребневиков, книдарий и билатерий.
Что касается сигнальных каскадов, то из 7 известных сигнальных каскадов (Wnt, TGF-b, receptor tyrosine kinase (RTK), Notch, nuclear receptor, Hedgehog и JAK/STAT) у Mnemiopsis обнаружены гены RTK (они есть и одноклеточных), TGF-b (появившийся с переходом к многоклеточности) и канонический Wnt/beta-catenin. Найдены некоторые компоненты каскадов Notch и Hedgehog, но не все, к тому же у некоторых белков отсутствуют ключевые диагностические домены. Нет компонентов каскада Wnt/PCP (планарной клеточной полярности) (есть у книдарий) и JAK/STAT (его нет у книдарий, т.е. он является "изобретением" билатерий).
Таким образом, полученные данные позволяют пересмотреть привычные представления о возникновении и эволюции многоклеточных животных.
Источник: The genome of the ctenophore Mnemiopsis leidyi and its implications for cell type evolution. Science. 2013 Dec 13;342(6164):1242592. doi: 10.1126/science.1242592.
Гребневики - эволюционно древние, своеобразно устроенные животные. Их положение на филогенетическом древе животного царства, а также некоторые особенности (устройство нервной системы, наличие мезодермы и др.) являются предметом оживленной дискуссии среди эволюционных биологов. Усилия по секвенированию генома гребневика, наконец, завершились успехом: в статье в журнале Science сообщается о секвенированном геноме Mnemiopsis leidyi. Размер генома ~150 Mb, 16548 предсказанных генов составляют 58% генома. Филогенетический анализ как аминокислотных последовательностей, так и содержания генов (gene content) показал, что гребневики действительно являются самой древней группой многоклеточных животных, более древней, чем проще устроенные губки и трихоплакс.
Гребневики обладают относительно сложной нервной системой. Авторы статьи предполагают, что нервная система появилась в эволюции у предшественника всех ныне существующих многоклеточных животных, а у губок и трихоплакса она утрачена вторично. Интересно, что у последних (геномы Trichoplax и губки Amphimedon уже отсеквенированы) присутствует значительная часть нейральных генов. Это тоже свидетельствует в пользу предположения о вторичной утрате нервной системы у этих примитивных животных. Альтернативной гипотезой является независимое происхождение нервной системы у гребневиков и всех остальных животных. Подтверждение той или другой гипотезы выходит за рамки сравнительной геномики и требует функционального изучения нейральных генов у организмов без нервной системы.
По поводу происхождения мезодермы высказывались предположения, что мезодерма, как и нервная система, является древнейшим эволюционным "изобретением", и была вторично утрачена у губок, трихоплакса и книдарий. Однако, в отличие от нейральных генов, в геноме Mnemiopsis мезодермальные гены по большей части отсутствуют, или же не экспрессируются в мезодермальных зачатках и их производных. Таким образом, установлено, что мезодерма появилась при возникновении билатерий (билатерально симметричных животных). Это согласуется с ранее установленным фактом, что поперечнополосатая мускулатура появилась независимо у гребневиков, книдарий и билатерий.
Что касается сигнальных каскадов, то из 7 известных сигнальных каскадов (Wnt, TGF-b, receptor tyrosine kinase (RTK), Notch, nuclear receptor, Hedgehog и JAK/STAT) у Mnemiopsis обнаружены гены RTK (они есть и одноклеточных), TGF-b (появившийся с переходом к многоклеточности) и канонический Wnt/beta-catenin. Найдены некоторые компоненты каскадов Notch и Hedgehog, но не все, к тому же у некоторых белков отсутствуют ключевые диагностические домены. Нет компонентов каскада Wnt/PCP (планарной клеточной полярности) (есть у книдарий) и JAK/STAT (его нет у книдарий, т.е. он является "изобретением" билатерий).
Таким образом, полученные данные позволяют пересмотреть привычные представления о возникновении и эволюции многоклеточных животных.
Источник: The genome of the ctenophore Mnemiopsis leidyi and its implications for cell type evolution. Science. 2013 Dec 13;342(6164):1242592. doi: 10.1126/science.1242592.