冰河时代的复兴线虫揭示了一个新物种

通过基因分析、协作的一个研究小组已经表明,一个46000岁的蛔虫在西伯利亚永久冻土层是从没被发现的物种。该研究发表在公共科学图书馆遗传学。

隐生现象——当生物按暂停对生活

这可能听起来像科幻小说,但一些生物体能够按下“暂停”键。当面对极端不利的环境条件,如氧气不足或寒冷的温度——生物包括线虫和节肢进入潜生现象,一个条件,所有代谢过程戛然而止。生殖、发育和细胞修复机制停止,然而,生物可以生存很长一段时间,直到再一次有利的环境条件。

在2018年,阿纳斯塔西娅Shatilovich和同事在土壤理化和生物问题研究所的科学RAS在俄罗斯发现两个线虫化石西伯利亚永久冻土层的洞穴。线虫是融化在实验室和植物材料的洞穴受到放射性碳的分析,表明晚更新世以来冻结的存款没有解冻,在45839年至47769年前。

在分子细胞生物学和遗传学的马克斯普朗克研究所(MPI-CBG)在德累斯顿,教授Teymuras Kurzchalia已经退休,是探索如何秀丽隐杆线虫,常用的实验室模式,存在极端条件下在其幼虫阶段。冻土的消息后发现,Kurzhalia Shatilovich合作的团队伸出。”这些cryptobiotic生物分子和代谢途径的使用和他们能够暂停多久生活并不完全理解,“说博士Vamshidhar盖德,他是一个博士生Kurzchalia的团队。发现生物的秘密存活数千年,研究人员与系统生物学中心的德累斯顿(CSBD)和大学的动物学研究所的古龙香水。

一种新的物种,Panagrolaimus kolymaensis

最近在DNA提取和进步新一代测序让科学家拼凑古代生物的基因组。尤金·迈尔斯比较基因组学教授,现在LOEWE-TBG Senckenberg社会性质研究,支持努力进行高质量的冻土的线虫的基因组组装。这不是一件容易的事教授菲利普·希弗动物学研究所的研究小组组长,来支持。使用phylogenomic分析,他的团队发现了线虫属于一个之前从未描述物种。它被命名为Panagrolaimus kolymaensis在对科累马河河生物被发现,和熊的拉丁名字“Kolymaensis”。

“尽管三倍体基因组构成的挑战,组装,我们获得了高度连续重叠群装配的三个pseudohaplotypes组成几乎266 Mb,因此有一个类似的基因组和其他孤雌生殖的大小Panagrolaimus物种”,研究人员 写 。

极端的长期生存背后的分子机制

因为没有现有的遗传研究方法p . kolymaensis,研究人员利用秀丽隐杆线虫作为一个比较器系统,进一步理解所涉及的分子途径新物种的长期生存。已知的基因涉及隐生现象秀丽隐杆线虫幼虫也被发现p . kolymaensis,包括海藻糖磷酸合酶基因(tps-2)和海藻糖磷酸酶基因(gob-1)。

为秀丽隐杆线虫幼虫存活极端干燥,它首先必须事先已经在高湿度条件。“在预处理过程中,多尔幼虫移植海藻糖生物合成粗糙干燥,确保他们的生存,”研究人员描述。该组织质疑p . kolymaensis需要类似的条件,发现轻微脱水接触冻结之前支持对cryptobiobsis线虫的准备。它还增加了生存的温度在80度°C。

“这项研究延伸最长的报道隐生现象线虫数万年,” 说 Kurzchalia。

这两个秀丽隐杆线虫和p . kolymaensis被发现生产海藻糖-一种糖当轻度脱水。研究人员建议这个分子帮助通过冻结与它们的耐久力和强烈的脱水。“我们的发现为理解进化过程至关重要,因为代次的范围可以从天几千年,因为长期生存的物种的个体可能导致重新崛起的血统,否则已经灭绝了,”说希弗。

迈尔斯增加了:“p . kolymaensis”年代高度连续基因组将有可能比较这一特性的Panagrolaimus目前物种的基因组被测序希弗的团队和同事。”

希弗认为,研究物种如何适应极端环境将支持保护工作作为全球变暖的威胁加剧。

参考:Shatilovich,盖德VR,尹浩然,Pippel。小说线虫种类从西伯利亚永久冻土层股票自适应机制cryptobiotic生存与秀丽隐杆线虫多尔幼虫。公共科学图书馆遗传学。2023;19 (7):e1010798。doi:10.1371 / journal.pgen.1010798

这篇文章是一个返工的新闻稿马克斯普朗克研究所的分子细胞生物学和遗传学。材料已经编辑的长度和内容。