2019-07-01 15:39:01
海滩季节的基因组警告标志 水母毒素

今天发表在开放获取期刊GigaScience上的一篇文章可能会让你在今年夏天打算去海滩时感到不安。本文介绍了三种不同水母物种的基因组草图。由Joseph Ryan领导的国际研究小组选择检查呈现一系列物理特性和毒性水平的水母(从轻微的烦恼到致命) - 水母每年杀死的人数多于鲨鱼,黄貂鱼和海蛇。他们的研究确定了一系列毒液相关基因,为探索这些迷人动物的毒素基因进化奠定了基础。

被调查的三种水母物种是致命的有翼水母(Alatina alata),解剖学上有趣的颠倒水母(一种真正的水母:Cassiopea xamachana),以及因其刺痛的器官而形成马耳他十字架而闻名的水母(Calvadosia cruxmelitensis)。图案。这里的工作最终提供了所有五个谱系的中胚层(刺胞动物的亚门)的基因组序列。

通讯作者Joseph Ryan说:“通过这些新的基因组,我们第一次能够比较所有5类刺胞动物(Anthozoa,Hydrozoa,Cubozoa,Staurozoa,Scyphozoa)的基因含量。这项广泛的调查提供了一个重要的概述cnidarians中的基因组进化。“

与毒性脊椎动物毒理学研究的进展相比,由于缺乏广泛的遗传信息,刺胞动物的毒理学研究受到了阻碍。由于箱形水母对海滩观众来说是致命的,所以刺胞动物毒液的区域特别令人感兴趣:每年大约有100人死于叮咬。它们被认为是非常危险的,它们是美国天气报告中唯一拥有自己类别的水母。

Ryan指出:“箱形水母是地球上毒性最强的动物之一,因此它们的基因组是开发抗蛇毒血清和潜在药物的重要资源。”他补充说:“我们的调查包括对毒液相关基因进行重点评估,深入了解刺胞毒液的演变。”

为了研究毒素,作者确定了117种推定的毒液蛋白,其中9种仅在刺胞动物中发现。翼翅水母基因组是唯一一个包含称为CqTx的毒素基因的基因组。 CqTx蛋白在细胞膜中产生孔隙,导致溶血,红细胞分解。鉴于一些盒状水母可以在5分钟内阻止某人的心脏,在翼状水母箱中识别这种毒素,增加了另一个线索,即仍然不清楚人们如何死于箱形水母刺痛的机制。

基因组的比较还揭示了关于刺胞动物毒液进化的信息。基因丢失和基因重复在物种进化中都发挥着重要作用,例如,科学家对另一种毒素基因CrTx的分析显示了两者。颠倒的水母含有单一的CrTx基因,有翼的水母箱有5个这个基因的拷贝;并且偷偷靠近的水母没有。

Ryan对这些发现进行了扩展,他们说:“基因丢失是进化改变的重要驱动因素。基因组草图可以准确推断基因丢失,并了解这些动物基因丢失的表型贡献。此外,这些基因组提供了有关基因组中的基因顺序,在某些情况下允许独立验证难以分类的基因的鉴定。“

添加这三种新的水母基因组序列意味着现在所有五类刺胞动物都有基因组序列。获取这些丰富的遗传信息将有助于探索该群体极其多样化的生物学特征的遗传基础,包括但不限于生命周期,猎物偏好,变形,游泳行为,种群的差异。大量繁殖,性行为,环境压力反应,细胞类型测定和刺痛胶囊发育。确切地说,在Cnidaria中,研究人员拥有一个现在未被掩埋的宝藏信息。

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