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探索5億年來節肢動物的基因組多樣性

一個國際科學家團隊在該雜誌上發表報告 基因組信用卡娛樂城生物學 由SIB瑞士生物信息學研究所和洛桑大學組長羅伯特·沃特豪斯(Robert Waterhouse)共同領導的一個試點項目的結果,該項目啟捕魚達人電腦版動了數千個節肢動物的全球測序計劃。對跨越5億年進化的76個物種的比較分析揭示了動態的基因組變化,這些變化指出了其成功背後的關鍵因素,並開拓了許多新的研究領域。

朋友和敵人,節肢動物統治世界

節肢動物是地球上物種最豐富,種類最多的動物,經過5億多年的演變,經過多種適應,使它們能夠利用所有主要的生態系統。它們在地球的健康生態中起著至關重要的作用,並且通過授粉和生物廢物回收,破壞農作物和傳播疾病,對人類的成功既有利又有害。沃特豪斯解釋說:“通過測序和比較他們的基因組,我們可以開始確定其進化成功背後的一些關鍵遺傳因素,但是現代人類活動的影響將終結他們的統治,或者他們的能力將適應和創新確保他們的生存?”

i5k試點項目:啟動節肢動物基因組測序

i5k計劃是在2011年致《科學》的一封信中發起的,對5000種昆蟲和其他節肢動物的基因組進行測序和註釋。該計劃從一開始就旨在支持開發新的基因組資源,以理解分子生物學和進化。節肢動物。從那時起,i5k已經成長為一個廣泛的科學家社區,他們使用基因組學在許多不同的背景下研究昆蟲和其他節肢動物,從基本的動物生物學到對生態和環境的影響以及對人類健康和農業的影響2。為了啟動i5k,由斯蒂芬·理查茲(Stephen Richards)領導的貝勒醫學院啟動了一個試點項目,對從787個社區提名中精心挑選的28種節肢動物物種的基因組進行測序,組裝和註釋。

大規模多物種基因組比較

“ i5k試點項目中成千上萬個基因的鑑定和註釋大大增加了我們目前的基因贏家娛樂城沃特豪斯說:“對節肢動物進行了採樣。”將它們與先前測序的基因組結合起來,使研究人員能夠對76種不同的物種進行大規模比較分析,這些物種包括蒼蠅,蝴蝶,飛蛾,甲蟲,蜜蜂,螞蟻,黃蜂,真蟲,薊馬,蝨子,蟑螂,白蟻,may,蜻蜓,豆娘,剛毛,甲殼類,cent,蜘蛛,壁蝨,蟎蟲和蝎子美國印第安納大學的博士生Gregg Thomas和德國明斯特大學的Elias Dohmen使用了帶註釋的基因組,可以對超過一百萬個節肢動物基因進行計算進化分析。

動態基因家族進化-成功的關鍵?

該小組的分析重點是追踪基因進化史,以估計5億年以來基因含量和基因結構的變化。這使得能夠鑑定在每個主要節肢動物亞群之間和之內大小顯著增加或減小,或新出現或消失,或蛋白結構域重新排列的基因家族。發現最動態變化的基因家族編碼參與與消化,化學防禦以及構建和改造有關的功能的蛋白質金大發娛樂城甲殼質的節肢動物節肢動物骨骼的主要部分。消化過程和中和有害化學物質的機制的適應性無疑為節肢動物帶來了好處,539開獎結果因為它們征服了各種各樣的生態位。也許更重要的是,分段人體計劃和可動態重塑的外骨骼所帶來的靈活性使它們能夠通過身體適應新的生態系統而蓬勃發展。

通過發明和用途進行創新

新進化的基因家族也反映了已知在不同節肢動物群體中很重要的功能,例如視覺學習和行為,信息素和氣味檢測,神經元活動和機翼發育。這些可以增強食物定位的能力或微調物種的自我識別和溝通能力。相比之下,在經歷了完全變態的昆蟲的祖先中,幾乎沒有發現變化:從幼體到完全發育的成蟲的巨大變化(就像毛蟲變成了蝴蝶一樣)。傳統上,這被認為是昆蟲從最初的發育階段到逐步的若蟲階段直到最終到達成蟲階段的進化的重要步驟。沃特豪斯解釋說:“這些發現支持這樣的想法,即這種關鍵的轉變更有可能是通香港六合彩资料過現有基因網絡的重新佈線或使用現有基因建立新網絡而發生的,這是對新基因的舊技巧。

對節肢動物生物學和進化的基因組見解

對單個i5k物種進行的幾項詳細的基因組研究集中於它們的引人入勝的生物學特徵,例如乳草蟲的攝食生態學和發育生物學,殺蟲劑抗性,補血和臭蟲的性侵,細菌和真菌的水平基因轉移以及亞洲長角甲蟲對植物材料的消化,以及寄生蟲-宿主的相互作用以及可能給羊蠅帶來的疫苗。組合分析揭示了動態變化和新出現的基因家族,這些家族將刺激新的研究領域。希伯來大學的聯合主要作者阿里爾·奇普曼說:“我們可以將這些假設帶入實驗室,並用它們來直接研究基因組如何以一種其他動物無法達到的分辨率轉化為可見的形態。”耶路撒冷的地圖。新資源大大推動了建築方面的進展娛樂城體驗金 關於我們星球上生命的完整基因組目錄,其中有超過一百萬種描述的節肢動物物種,估計數量是其的七倍,顯然還有很多發現!

下一個街娛樂城註冊送節肢動物基因組學及其他領域中的eps

更有效和更具成本效益的DNA測序技術意味著新的雄心勃勃的計劃已經在進行,以對其他節肢動物的基因組進行測序。其中包括全球螞蟻基因組聯盟和全球無脊椎動物基因組聯盟,以及針對不列顛群島所有已知動物物種的達爾文生命之樹項目,以及由地球生物基因組計劃(EBP)協調的全球社區網絡),旨在對地球上所有真核生物多樣性進行排序。 EBP的目標還包括:有益於人類的福利,節肢動物的作用顯而易見,隱性利益可能很大;保護生物多樣性和了解生態系統,令人震驚的數字下降報告使節肢動物成為​​重中之重。理查茲總結說:“因此,i5k試點項目的完成代表著朝著加緊努力以發展我們星球上生命的綜合基因組目錄的努力邁出的重要里程碑。”

參考:Thomas等。 (2020)。節肢動物中的基因含量進化。 基因組生物學。 DOI:https://doi.org/10.1186/s13059-019-1925-7。 

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