Figuri politice, avocați, politicieni, jurnaliști, activiști sociali (interviuri din anii 1950) (februarie 2021)

vierme

Un studiu realizat de UMD constată că viermii fertilizatori și-au pierdut un sfert din genom, inclusiv genele care fac ca sperma să fie competitivă.

Reproducerea la majoritatea speciilor necesită reproducere între doi indivizi. Dar unii viermi au dezvoltat capacitatea de a merge singur. La aceste specii, doar unul se poate reproduce pentru a produce descendenți.

Un nou studiu efectuat la Universitatea din Maryland a constatat că dobândirea acestei abilități, cunoscută sub numele de „sinucidere”, poate determina speciile de viermi să piardă un sfert din genomul lor, inclusiv genele care oferă spermei masculi un avantaj competitiv în timpul împerecherii.

„Rezultatele noastre sugerează că genele care au fost importante de zeci de milioane de ani pot deveni brusc inutile sau responsabile chiar dacă sistemul sexual se schimbă”, a declarat Eric Haag, profesor de biologie la UMD și șef de cercetare la studiu, publicat în revista Science. 5 ianuarie 2018.

Cu milioane de ani în urmă, o specie de vierme mic numită Caenorhabditis briggsae a dezvoltat capacitatea de a se reproduce prin sinucidere. Ca rezultat, majoritatea C. briggsae sunt hermafrodite cu organe genitale masculine și feminine. Grupul de la Haga, care se concentrează pe dezvoltarea genului, a studiat mult timp C. briggsae datorită comportamentului său reproductiv neobișnuit.

Pentru a studia modul în care selfing-ul a modelat dezvoltarea lui C. briggsae, Erich Schwarz, profesor asistent de biologie moleculară și cercetare genetică la Universitatea Cornell și co-responsabil al studiului, a secvențiat genomul Caenorhabditis nigoni, cea mai apropiată rudă a lui C. briggsae, C. nigoni sunt întotdeauna reproduse prin împerechere cu alte persoane sau penetrare. Prin compararea genomului celor două specii, cercetătorii au descoperit că viermii suicidari ai C. briggsae aveau cu 7.000 de gene mai puține decât C. nigoni. În timp, C. briggsae a pierdut aproximativ un sfert din genomul lor.

Deoarece cei doi viermi diferă în principal prin metoda lor de reproducere, cercetătorii au emis ipoteza că o trecere de la tranziție la autodistrugere duce la pierderea genelor. Pentru a confirma acest lucru, au comparat activitatea genelor la bărbații și femelele C. nigoni și au constatat că aproape trei sferturi din genele care au pierdut C. briggsae erau mai active la bărbații C. nigoni decât la femei.

În căutarea unor posibile funcții sexuale pentru genele pierdute, cercetătorii s-au concentrat pe o familie de gene „masculine secretate scurte” (mss) pe care C. nigoni le avea, dar C. briggsae nu. De fapt, nici o specie cunoscută de Caenorhabditis nu are gene MSS. Și genele MSS sunt active numai la viermii masculi din speciile în tranzit, conform cercetărilor anterioare realizate de Haga, Schwarz, fostul student UMD Cristel Thomas (doctorat '11, Biologie moleculară și celulară) și fostul student UMB Rebecca Felde (BS13, Științe biologice).

Folosind un instrument de editare a genelor numit CRISPR, cercetătorii au eliminat patru gene MSS din a doua cruce, Caenorhabditis remanei. Ca rezultat, spermatozoizii de la viermii negri C. remanei care nu au proteine ​​codifică genele mss nu pot concura cu spermatozoizii din genele masculine C. remanei de tip sălbatic. În schimb, atunci când cercetătorii au introdus gene MSS în viermii masculi C. briggsae, spermatozoizii lor au excretat spermatozoizii de la bărbații C. briggsae de tip sălbatic și de la hermafroditele C. briggsae de tip sălbatic.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că genele MSS codifică proteine ​​scurte care acoperă suprafața celulelor spermatozoide. Luate împreună, rezultatele sugerează că genele mss oferă spermei de viermi masculi un avantaj competitiv în timpul împerecherii.

„Faptul că toate speciile sinucigașe au pierdut genele MSS sugerează că aceste gene, care sunt foarte utile viermilor sexuali masculi și feminini, sunt dăunătoare viermilor care nu mai fac sex între ei”, a spus Haag. „Ceea ce vedem este o imagine evolutivă a modului în care o specie reglează reproducerea”.

Speciile de viermi pot pierde gene MSS, deoarece sperma masculină competitivă este dăunătoare, potrivit The Hague. În timpul studiului, cercetătorii au descoperit că sperma masculină mai competitivă a schimbat raportul de sex al speciei cu o producție mai mare a bărbaților. Această schimbare ar putea pune în pericol supraviețuirea viermilor, deoarece prea mulți bărbați încetinesc creșterea populației și în sălbăticie, viermii trebuie să se reproducă cât mai repede posibil pentru a supraviețui.

Experimentele care confirmă faptul că sperma masculină concurentă poate afecta C. briggsae sunt în curs de dezvoltare, a spus Da Yin, absolvent al Departamentului de Științe Biologice de la Haga și primul autor al studiului.

Am inceput sa comparam cresterea populatiilor C. briggsae cu gene si fara gene mss, ceea ce ne permite sa testam daca genele mss ar putea fi eliminate din genomul C. briggsae prin selectie, a spus Yin. Ipoteza noastra este ca populatiile de C. briggsae cu gene MSS vor creste mai incet, deoarece au un numar mai mare de masculi.

În continuare, Haga și colegii săi intenționează, de asemenea, să investigheze modul în care genele MSS ajută sperma să concureze. De asemenea, vor să zboare prin restul de 7.000 de gene pierdute pentru a-și descoperi rolurile în C. briggsae.

„Un număr foarte mic, dar important de gene poate avea roluri foarte lungi în împerecherea rolurilor bărbaților și femeilor, care s-au reunit doar înainte ca viața animalelor să înceapă în urmă cu 700 de milioane de ani”, a spus Schwarz.

Lucrarea de cercetare „Coagularea rapidă a genomului într-un nematod cu auto-acțiune dezvăluie proteinele concurente ale spermei”, Da Yin, Erich Schwarz, Cristel Thomas, Rebecca Felde, Ian Korf, Asher Cutter, Caitlin Schartner, Edward Ralston, Barbara Meyer și Eric Haag publicat în revista Science 5 ianuarie 2018.