Genoma destacado: isópodo gigante (Bathynomus jamesi)
ARRIBA: Un isópodo gigante estrechamente relacionado (Bathynomus giganteus) en un acuario FLICKR/cifraser1, CC BY 2.0
Como muchos animales de aguas profundas, los isópodos gigantes (género Bathynomus) parecen estar listos para protagonizar una película de terror de serie B. Sin embargo, se han convertido en carismáticos embajadores marinos en acuarios de todo el mundo; en algunos lugares, ¡incluso puedes acariciar a uno! Ahora, también están ayudando a los científicos a comprender mejor cómo las especies se adaptan a las profundidades oscuras, gracias a una secuencia genómica de alta calidad publicada el 13 de mayo en BMC Biology.
Las diversas formas y hábitats de los isópodosFig. 1A de BMC Biol, 20:113, 2022.
El equipo de investigación chino detrás del nuevo ensamblaje escribe que los isópodos son excelentes para estudiar la adaptación porque los representantes del grupo de las especies (se han identificado más de 10 000 especies) descrito hasta la fecha) se pueden encontrar en todo el mundo en hábitats muy diversos, desde los bosques tropicales hasta el fondo del mar. De hecho, el lecho marino oceánico se considera un hábitat especialmente exigente, y cualquier organismo que viva allí debe hacer frente a temperaturas bajo cero, presiones intensas, oscuridad profunda y alimentos limitados. Los isópodos gigantes son uno de los invertebrados dominantes en este entorno, y sobreviven hurgando en las raras recompensas que caen desde arriba en forma de cadáveres que se hunden. Un genoma completo podría permitir a los científicos investigar la genética subyacente a los rasgos que los ayudan a prosperar en las profundidades, incluidos sus cuerpos grandes, estómagos de gran tamaño y una notable capacidad de ayuno (un isópodo cautivo vivió durante cinco años sin comer).
Para secuenciar el genoma del isópodo gigante Bathynomus jamesi, el equipo de novo reunió lecturas largas de Pacific Bio en lugar de utilizar cualquiera de los dos genomas de isópodos terrestres existentes como andamio. . Eso dio como resultado un genoma altamente contiguo de 5,24 Gb, casi 3,5 veces el tamaño del siguiente genoma de isópodo más grande que, según un conjunto de genes de crustáceos esperados, estaba completo en un 95 por ciento.
Un Bathynomus giganteus un isópodo gigante se abre paso nadando hacia los corazones de la tripulación del Okeanos Explorer. Oficina de Exploración e Investigación Oceánica de la NOAA, Golfo de México 2017
En particular, aproximadamente el 90 % del genoma presentaba secuencias repetitivas, una proporción mucho mayor que la observada crustáceos (que son típicamente menos del 60 por ciento de secuencias repetitivas). Los autores especulan que la proliferación repetida podría ser la principal fuerza impulsora de la expansión del genoma de B. jamesi, y que los elementos transponibles, que representan la gran mayoría de las secuencias repetitivas, probablemente tengan un profundo impacto en la plasticidad de todo el genoma.
Consulte Adaptación con un poco de ayuda de Jumping Genes
Los investigadores también detectaron la expansión de numerosas familias de genes, incluidas algunas asociadas con la señalización de la tiroides y la insulina, que están vinculadas a la regulación del crecimiento y al metabolismo de los lípidos. La expansión de estas familias de genes puede reflejar la evolución adaptativa de B. jamesi al entorno de las profundidades marinas, escriben.
Los análisis realizados son solo el comienzo, los autores concluyen que los datos informados servirán como un recurso valioso para comprender la evolución del tamaño corporal y los mecanismos de adaptación de organismos macrobentónicos a ambientes de aguas profundas y proporcionan herramientas poderosas para estudios más amplios sobre la ecología, la biología evolutiva y la conservación biológica de los isópodos.
Subcampeones:
Platanthera orquídeas
Las plantas micoheterótrofas, a veces denominadas trampas de micorrizas, roban su sustento de los hongos, lo que les permite reducir o eliminar la fotosíntesis por completo. Para dilucidar cómo evolucionó esta relación parasitaria, los investigadores generaron ensamblajes de genomas de alta calidad para especies hermanas de orquídeas: Platanthera zijinensis, que es parcialmente micoheterotrífica, y P. guangdongensis, que es totalmente micoheterótrofa. Los análisis de los datos publicados el 21 de abril en Nature Plants sugieren que la micoheterotrofia está asociada con mayores tasas de sustitución en todo el genoma y numerosas pérdidas de genes, incluidos muchos genes fotorreceptores. Combinados, los hallazgos sugieren que la evolución de la micoheterotrofia completa en las orquídeas puede ser una adaptación para ocupar nichos biológicos específicos sin luz, escriben los autores.
Helecho arbóreo mono araña volador (Alsophila spinulosa)
A pesar de ser el grupo más especioso de plantas terrestres sin flores, existen recursos genómicos insignificantes para los helechos. Un ensamblaje a nivel cromosómico del genoma de 6,23 Gb del helecho arbóreo mono araña volador, publicado el 9 de mayo en Nature Plants, es solo el tercer genoma de helecho secuenciado hasta la fecha, y el primero para el orden Cyatheales. (helechos arborescentes). Los investigadores detrás de la secuencia escriben que proporciona una referencia única para inferir la historia de la diversidad genética, la biosíntesis de metabolitos secundarios y la evolución de los helechos arborescentes para una mejor protección y aplicación de los helechos arborescentes en el futuro. De hecho, gracias a las comparaciones genómicas con otras plantas, el equipo pudo sondear la historia evolutiva de las plantas, que puede haber incluido dos cuellos de botella genéticos, y comenzar a investigar cómo construye los tejidos vasculares que sustentan su fisiología arborescente.
Genome Spotlight es una columna mensual para The Scientists Genetics & Boletín de genómica que destaca las secuencias del genoma publicadas recientemente y los misterios de la vida que pueden revelar.