Tardigrada, yang sudah tidak mungkin dibunuh, juga memiliki DNA asing

Tardigrades, yang terbuat dari kemenangan yang tidak bisa dihancurkan, telah muncul lagi di Hall of Fame keanehan ilmiah minggu ini, terima kasih kepada yang baru. belajar yang mengurutkan genom tardigrade pertama dan menemukan bahwa 17,5% darinya berasal dari spesies lain. Atau dikenal sebagai beruang air, tardigrada sebenarnya adalah kelompok besar spesies terkait yang memiliki ciri utama yang sama: Mereka tidak mungkin dibunuh. Tardigrades adalah satu-satunya spesies yang pernah diamati bertahan hidup di luar atmosfer bumi yang melindungi. Sekarang para ilmuwan berspekulasi bahwa transfer gen horizontal, fenomena yang diidentifikasi oleh tim peneliti di UNC sebagai alasan untuk proporsi DNA asing yang belum pernah terjadi sebelumnya yang ditemukan dalam genom tardigrade, mungkin juga bertanggung jawab atas daya tahan tardigrade yang terkenal itu.

Itu

Itu hanya luka daging!

Jika gagasan tentang seperenam genom hewan yang berasal dari luar negeri tampaknya dibuat-buat, Anda berada di perusahaan yang baik. Kebanyakan organisme memiliki maksimal 1% DNA asing. Makhluk seperti Elysia chlorotica, yang secara harfiah mengkonsumsi makanan tetap organisme lain untuk memperoleh kekuatan mereka (fotosintesis), telah dikenal dalam ilmu pengetahuan selama bertahun-tahun - sampai sekarang rotifer, sepupu jauh beruang air, adalah contoh paling ekstrim di kelasnya karena memperoleh sekitar 10% DNA-nya dari spesies lain melalui transfer gen horizontal. Bahkan fenomena yang mengkhawatirkan tentang meningkatnya resistensi terhadap antibiotik berakar pada kenyataan bahwa beberapa organisme bersel tunggal sangat pandai dalam membasmi mikroba lain untuk mendapatkan plasmid cadangannya. Tetapi proporsi DNA asing dalam organisme yang berhasil beradaptasi dengan jelas ini mengejutkan bahkan para peneliti yang melakukan percobaan. Bob Goldstein, salah satu rekan penulis studi tersebut, berkata, “Kami tidak tahu bahwa genom hewan dapat terdiri dari begitu banyak DNA asing. … Kami tahu banyak hewan memperoleh gen asing, tetapi kami tidak tahu bahwa hal itu terjadi pada tingkat ini. ”



Metode yang digunakan untuk mengurutkan DNA dalam percobaan ini sangat penting untuk menegaskan bahwa DNA yang ditemukan dalam sampel tidak hanya terkontaminasi secara kebetulan oleh residu asam nukleat dari spesies lain. Pengurutan tradisional (Sanger) memecah molekul DNA menjadi fragmen, dan kemudian bergantung pada intervensi lebih lanjut untuk menyusun kembali fragmen dengan mencocokkan daerah yang tumpang tindih. Dalam studi ini para peneliti menggunakan teknik yang disebut sekuensing molekul tunggal waktu nyata (SMRT), dibuat oleh Pacific Biosciences, yang dapat memproses dan mengurutkan seluruh molekul DNA tanpa memecahnya menjadi fragmen. Seperti memiliki negatif utuh pada foto, molekul utuh menyediakan salinan utama untuk perbandingan: Asosiasi fisik antara lokus genetik dapat digunakan untuk mengurai sejarah evolusi dari rangkaian gen yang ada pada makhluk hidup. Dengan menggunakan teknik ini, para peneliti dapat menyatakan dengan yakin bahwa gen telah diperoleh spesies dalam garis waktu evolusinya, dan tidak disebabkan oleh kesalahan eksperimental.

Tardigrades

Sebuah mikrograf ringan dari tardigrade. Kredit: Sinclair Stammers

Bagaimana tardigrades bisa begitu pandai memperoleh DNA asing sebanyak itu? Thomas Boothby, penulis utama, yakin ini terkait dengan pendekatan multifaset tardigrade terhadap kesulitan. Di bawah tekanan dehidrasi, misalnya, beruang air sebenarnya dapat mengering sendiri, sebuah proses yang memecah DNA mereka menjadi potongan-potongan kecil, seperti bentuk yang relatif stabil yang diambil materi genetik selama sebagian besar siklus pertumbuhan dan replikasi sel. Ketika kelembapan kembali, mereka melakukan rehidrasi dengan membuat sel mereka bocor, yang tidak hanya mengandung air - tetapi juga molekul dari lingkungan, bahkan makromolekul seperti DNA. Dan proses perbaikan DNA mereka yang kuat cukup toleran terhadap kesalahan untuk menangani gangguan yang begitu besar. Toleransi kesalahan tersebut dapat membuat tardigrade lebih mungkin untuk mengasimilasi molekul DNA dari spesies yang berbeda, karena enzim ligasi dengan mudah menghubungkan fragmen DNA dengan ujung lengket pelengkap.

Mungkin yang lebih menarik adalah fakta bahwa tim menemukan bahwa di bawah kondisi stres, tardigrada mereka dapat menghidupkan dan mematikan beberapa dari beragam gen aftermarket - gen yang terkait, dalam inang aslinya, dengan toleransi stres. Secara samar-samar mengingatkan pada adegan dari Hari Kemerdekaan di mana Will Smith dan Jeff Goldblum berhasil meretas komputer alien dengan MacBook, kecuali ini adalah kehidupan nyata dan peretasan itu benar-benar berfungsi.

(Kredit foto teratas: AMNH)

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com