一大塊緩步動物的基因組來自外來DNA

來自北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員測試了幾乎堅不可摧的蝌蚪的基因組，這是唯一一種在外太空極端環(huán)境中存活下來的動物，它發(fā)現(xiàn)了一些他們從未預料到的東西：他們獲得了大量的基因組 - 來自外國DNA的近六分之一或17.5%。

“我們不知道動物基因組可能由如此多的外來DNA組成，”聯(lián)合作者，北卡羅萊納大學藝術(shù)與科學學院生物系教師Bob Goldstein說。“我們知道很多動物都獲得了外來基因，但我們并不知道它會在這種程度上發(fā)生。”今天發(fā)表在“ 美國國家科學院院刊”上的這項研究不僅提出了外國DNA與極端環(huán)境生存能力之間是否存在聯(lián)系的問題，而且進一步延伸了DNA如何被遺傳的傳統(tǒng)觀點。

Goldstein及其合作者的第一作者Thomas Boothby透露，通過一種稱為水平基因轉(zhuǎn)移的過程，植物，真菌和古細菌從植物，真菌和古細菌中獲得大約6,000個外來基因 - 物種間遺傳物質(zhì)的交換，而不是遺傳DNA完全來自媽媽和爸爸。以前，另一種稱為輪蟲的微觀動物是擁有最多外國DNA的記錄保持者，但其含量大約是草龜動物的一半。相比之下，大多數(shù)動物的外源DNA基因組不到百分之一。

“能夠在極端壓力下生存的動物可能特別容易獲得外來基因 - 細菌基因可能比動物基因更能承受壓力，”Goldstein實驗室的博士后研究員Boothby說。畢竟，細菌在地球最極端的環(huán)境中幸存了數(shù)十億年。

該團隊推測DNA正在隨機進入基因組，但保留的是允許緩解分子在最惡劣的環(huán)境中生存的例子，例如將緩慢行動在-80攝氏度的冰箱中堅持一年或10年，并開始在20歲左右開始運行解凍后幾分鐘。

這就是團隊認為會發(fā)生的事情：當緩慢處于極端壓力條件下時，例如干燥 - 或極端干燥--Boothby和Goldstein認為，緩步的DNA會分解成碎片。當細胞再水化時，DNA所在的細胞膜和細胞核會暫時滲漏，DNA和其他大分子可以輕易通過。當細胞再水化時，Tardigrades不僅可以修復自身受損的DNA，還可以在此過程中縫合外源DNA，從而產(chǎn)生來自不同物種的基因鑲嵌。

“我們想到了生命之樹，遺傳物質(zhì)從父母身邊垂直傳遞，”布斯比說。“但隨著水平基因轉(zhuǎn)移越來越被廣泛接受和更為人所知，至少在某些生物體中，它開始改變我們對遺傳物質(zhì)的進化和遺傳以及基因組穩(wěn)定性的思考方式。所以不要考慮樹木在生活中，我們可以思考從分支到分支的生命網(wǎng)和遺傳物質(zhì)。所以這很令人興奮。我們開始調(diào)整我們對進化如何運作的理解。“

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