Οι επιστήμονες αποκωδικοποιούν το γονιδίωμα των μαργαριταριών στρειδιών

Στην Ιαπωνία, μαργαριτάρια στρείδια (Βαμμένο βαμμένο) είναι βασικό προϊόν υδατοκαλλιέργειας. Αυτές οι πολύτιμες χάντρες που παράγονται από μικροσκοπικά ερεθιστικά που παγιδεύονται μέσα στα μαλάκια χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κοσμημάτων σε όλο τον κόσμο. Ο επιχειρηματίας, αγρότης και έμπορος Kokichi Mikimoto πιστώνεται ευρέως για την πρώτη ανάπτυξη καλλιεργημένων μαργαριταριών πριν από 130 χρόνια, και η κληρονομιά παραμένει ζωντανή. Το 2019, τα μαργαριτάρια διαπραγματεύονταν περίπου 5.810 $ (850.000 ¥) ανά κιλό, με τις τιμές να αυξάνονται καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι άρχισαν να τα φορούν.

Όμως, τα τελευταία 20 χρόνια, ένας συνδυασμός ασθενειών που προκαλούνται από ιούς και κόκκινες παλίρροιες έπληξαν πολύ σκληρά τη βιομηχανία μαργαριταριών. Η παραγωγή των εμβληματικών μαργαριταριών της Ιαπωνίας μειώθηκε από πάνω από 150.000 λίβρες στις αρχές της δεκαετίας του 1990 σε μόλις 44.092 λίβρες σήμερα.

[Related: 8 ‘insignificant’ creatures that will make you dream about the ocean.]

Για να μάθουν περισσότερα για τη γενετική των στρειδιών με την ελπίδα να ανακαλύψουν πιο ανθεκτικά στελέχη, μια ομάδα ερευνητών κατασκεύασε ένα υψηλής ποιότητας, χρωμοσωμικής κλίμακας γονιδίωμα ενός μαργαριταριού στρειδιού. Η ομάδα περιγράφει τα ευρήματά της σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε χθες στο περιοδικό Έρευνα DNA.

«Είναι πολύ σημαντικό να εδραιωθεί το γονιδίωμα», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Takeshi Takeuchi, επιστήμονας στη Μονάδα Θαλάσσιας Γονιδιωματικής του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα (OIST). “Τα γονιδιώματα είναι ολόκληρο το σύνολο των γονιδίων ενός οργανισμού – πολλά από τα οποία είναι απαραίτητα για την επιβίωση. Με την πλήρη γονιδιακή αλληλουχία, μπορούμε να κάνουμε πολλά πειράματα και να απαντήσουμε σε ερωτήσεις σχετικά με την ανοσία και πώς σχηματίζονται τα μαργαριτάρια.”

Αυτό το έργο χρονολογείται από το 2012, όταν ο Takeuchi και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν ένα προσχέδιο γονιδιώματος του ιαπωνικού μαργαριταριού στρείδι. Αυτό ήταν ένα από τα πρώτα γονιδιώματα που συναρμολογήθηκαν από ένα μαλάκιο και στα 10 χρόνια από τότε, συνέχισαν να αναλύουν την αλληλουχία του γονιδιώματος για να βρουν ένα υψηλότερης ποιότητας συγκρότημα γονιδιώματος σε κλίμακα χρωμοσώματος.

Το γονιδίωμα του στρειδιού αποτελείται από 14 ζεύγη χρωμοσωμάτων (28 συνολικά), ένα σύνολο που κληρονομείται από κάθε γονέα. Τα δύο χρωμοσώματα κάθε ζεύγους φέρουν σχεδόν πανομοιότυπα γονίδια, αλλά μπορεί να υπάρχουν ανεπαίσθητες διαφορές και ένα διαφορετικό ρεπερτόριο γονιδίων ωφελεί την επιβίωσή τους.

Συνήθως, όταν αναλύεται η αλληλουχία ενός γονιδιώματος, αυτό το ζεύγος χρωμοσωμάτων συγχωνεύεται. Αυτή η διαδικασία λειτουργεί καλά για τα ζώα σε εργαστηριακό περιβάλλον, αφού συνήθως έχουν σχεδόν πανομοιότυπες γενετικές πληροφορίες μεταξύ του ζεύγους χρωμοσωμάτων. Ωστόσο, τα άγρια ​​ζώα όπως τα στρείδια έχουν πολλές παραλλαγές των γονιδίων που υπάρχουν μεταξύ ζευγαριών χρωμοσωμάτων και όλη αυτή η διαφοροποίηση μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια γενετικών πληροφοριών.

[Related: First Octopus Genome Sequence Reveals Clues About Camouflage And Big Brains.]

Για αυτή τη μελέτη, η ομάδα ανέλυσε την αλληλουχία και των δύο σειρών χρωμοσωμάτων αντί να τα συγχωνεύσει, πιθανώς για πρώτη φορά σε ένα θαλάσσιο ασπόνδυλο. Η αλληλουχία του γονιδιώματος ανακατασκεύασε και τα 28 χρωμοσώματα στρειδιών και βρήκε σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο χρωμοσωμάτων ενός ζεύγους – ζεύγους χρωμοσωμάτων 9. Είναι σημαντικό ότι πολλά από τα γονίδια στο ζεύγος χρωμοσωμάτων 9 σχετίζονται με την ανοσία.

«Τα διαφορετικά γονίδια σε ένα ζεύγος χρωμοσωμάτων είναι ένα σημαντικό εύρημα επειδή οι πρωτεΐνες μπορούν να αναγνωρίσουν διαφορετικούς τύπους μολυσματικών ασθενειών», είπε ο Takeuchi.

Σύμφωνα με τον Takeuchi, όταν το ζώο καλλιεργείται, είναι συχνά ένα στέλεχος που έχει υψηλότερο ποσοστό επιβίωσης ή παράγει πιο όμορφα μαργαριτάρια. Μερικές φορές δύο ζώα αυτού του στελέχους μπορούν να αναπαραχθούν μαζί, αλλά αυτό οδηγεί σε ενδογαμία και μειώνει τη γενετική ποικιλότητα. Η μελέτη διαπίστωσε ότι αυτή η σημαντική γενετική ποικιλότητα μειώθηκε σημαντικά μετά από τρεις διαδοχικούς κύκλους ενδογαμίας.

Η ανοσία του στρειδιού μπορεί στη συνέχεια να επηρεαστεί εάν η μειωμένη ποικιλομορφία εμφανιστεί στις περιοχές των χρωμοσωμάτων με γονίδια που σχετίζονται με την ανοσία – όπως το χρωμόσωμα 9 στα μαργαριταρένια στρείδια. «Είναι σημαντικό να διατηρηθεί η ποικιλομορφία του γονιδιώματος στους πληθυσμούς υδατοκαλλιέργειας», πρόσθεσε ο Takeuchi.

Αυτό το είδος έρευνας θα βοηθήσει τη βιομηχανία να αποτρέψει καλύτερα την ενδογαμία, έτσι ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα των μαργαριταριών στρειδιών να καταπολεμήσει τις αυξανόμενες απειλές τους.

Leave a Comment