Геном таинственного, легендарного гигантского кальмара раскрыт

Как чудовищный гигантский кальмар, достигший размеров школьного автобуса, с такими большими глазами, как обеденные тарелки и щупальца, которые могут вырвать добычу на расстоянии в 10 ярдов, стал настолько пугающе большим?

Сегодня важные подсказки об анатомии и эволюции таинственного гигантского кальмара ( Architeuthis dux ) раскрываются благодаря публикации полной последовательности генома командой под руководством Университета Копенгагена, в которую входит ученый Кэролайн Альбертин из Морской биологической лаборатории (MBL), Вудс Отверстие.

Гигантские кальмары встречаются редко, их никогда не ловили и не поддерживали в живых, а это значит, что их биология (даже то, как они размножаются) все еще остается загадкой. Последовательность генома может обеспечить важную информацию.

«Что касается их генов, мы обнаружили, что гигантские кальмары очень похожи на других животных. Это означает, что мы можем изучать этих поистине странных животных, чтобы узнать больше о себе», — говорит Альбертин, который в 2015 году возглавил команду, которая секвенировала первый геном головоногий (группа, которая включает кальмаров, осьминогов, каракатиц и наутилусов).

Во главе с Руте да Фонсека из Университета Копенгагена команда обнаружила, что геном гигантского кальмара велик: примерно 2,7 миллиарда пар оснований ДНК примерно на 90 процентов больше человеческого генома.

Альбертин проанализировал несколько древних, хорошо известных семейств генов гигантского кальмара, сравнивая их с четырьмя другими видами головоногих, которые были секвенированы, и с геномом человека.

Она обнаружила, что важные гены развития почти у всех животных (Hox и Wnt) присутствовали в единичных экземплярах только в геноме гигантского кальмара. Это означает, что это гигантское, беспозвоночное существо — долгое время являвшееся источником знаний о морских монстрах — НЕ стало таким большим благодаря дублированию всего генома, стратегии, которую эволюция давно использовала для увеличения размера позвоночных.

Итак, зная, как этот вид кальмара стал таким гигантским, ждет дальнейшего изучения его генома.

«Геном — это первый шаг к ответу на многие вопросы о биологии этих очень странных животных», — сказал Альбертин, например, о том, как они приобрели самый большой мозг среди беспозвоночных, их сложное поведение и ловкость, а также их невероятное мастерство мгновенно. камуфляж.

«Хотя головоногие имеют много сложных и сложных особенностей, считается, что они эволюционировали независимо от позвоночных. Сравнивая их геномы, мы можем спросить:« Являются ли головоногие и позвоночные одинаковыми по строению или по-разному? », — говорит Альбертин.

Альбертин также идентифицировал более 100 генов в семействе протокадгеринов — обычно не встречающихся в изобилии у беспозвоночных — в геноме гигантского кальмара.

«Протокадгерины, как полагают, важны для правильного подключения сложного мозга», — говорит она. «Их считали инновацией позвоночных, поэтому мы были очень удивлены, когда нашли более 100 из них в геноме осьминога (в 2015 году). Это выглядело как дымящийся пистолет для создания сложного мозга. И мы нашли аналогичная экспансия протокадгеринов в гигантском кальмаре, а также «.

Наконец, она проанализировала семейство генов, которое (пока) является уникальным для головоногих моллюсков, называемых рефлексинами. «Рефлектины кодируют белок, который участвует в создании радужности. Цвет является важной частью камуфляжа, поэтому мы пытаемся понять, что делает это семейство генов и как оно работает», — говорит Альбертин.

«Наличие этого гигантского генома кальмаров является важным узлом, помогающим нам понять, что делает головоногих моллюсками. И это также может помочь нам понять, как возникают новые и новые гены в эволюции и развитии».

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Морской биологической лабораторией . Оригинал написан Дианой Кенни. Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Rute R da Fonseca, Альварина Коуто, Андре М Мачадо, Брона Брежова, Каролин Б Альбертин, Филипе Сильва, Пол Гарднер, Тобиас Барил, Алекс Хейуорд, Александр Кампос, Ангела М Рибейро, Иниго Баррио-Эрнандес, Хенк-Ян Ховинг, Рикардо Тафур Хименес, Чон Чу, Барбара Фразан, Бент Петерсен, Фернандо Пеньялоза, Франческо Мусаккья, Грэм С Александр, Уго Осорио, Ингер Винкельманн, Олег Симаков, Симон Расмуссен, М Зиаур Рахман, Давиде Пизани, Якоб Винсхаро, Эрих Ян М. Стругнелл, Л. Филипе С. Кастро, Оливье Федриго, Матеус Патрисио, Цие Ли, Сара Роша, Агостиньо Антунес, Юфэн Ву, Бин Ма, Ремо Санджес, Томас Винар, Благой Благоев, Томас Сичериц-Понтен, Расмус Нильсен, М. Томас П. Гилберт. Черновая последовательность генома неуловимого гигантского кальмара Architeuthis dux . GigaScience2020; 9 (1) DOI: 10.1093 / gigascience / giz152