ジャンプする遺伝子、 別名 トランスポゾンは、私たちのほとんどには馴染みのないものかもしれませんが、スキューバ ダイバーに珍重される海洋生物、タコとシードラゴンに関する 2 つの最近の研究で取り上げられており、これらの生物を取り巻く謎の一部を説明できる可能性があります。
トランスポゾンは、ゲノム内を動き回る能力を持つ DNA 配列であり、細胞内で見られる一連の DNA 命令です。トランスポゾンは、分子のコピーアンドペーストやカットアンドペーストのメカニズムを使用して自分自身をシャッフルしたり複製したりすることができ、遺伝子の途中または近くに挿入されると急速な遺伝的変化を引き起こし、その遺伝子が正常に機能するのを妨げる可能性があります。
トランスポゾンは人間の脳のゲノムの 45% を構成しますが、無脊椎動物の脳で初めて発見されました。 たこ –そしてそれは、その実証済みの高いレベルの知性を説明しているだけかもしれません。
この研究は、トリエステのアヴァンツァーティ国際学校（SISSA）のレモ・サンゲス氏とナポリのアントン・ドールン動物園（SZAD）のグラツィアーノ・フィオリト氏がコーディネートする20人の研究者からなる国際チームによって実施された。
科学者らによると、タコの「非常に複雑な」脳と認知能力は無脊椎動物の中でも独特で、共通のタコとタコの脳でジャンプ遺伝子が発見され、この脊椎動物のような複雑さの鍵はこの遺伝子にあると考えられている。 たこ (タコ 尋常）とカリフォルニア人 たこ (タコ ビマキュロイデス).
人間と同様に、トランスポゾンの中には、時間の経過とともに変異が蓄積されて不活性になっているものもあれば、無傷であっても細胞防御機構によってブロックされているものもありますが、トランスポゾンの断片や壊れたコピーであっても進化の原料となる可能性がある、と研究者らは述べています。
Long Interspersed Nuclear Elements (LINE) として知られる最も関連性の高いトランスポゾンは、潜在的に活性を維持します。これまでは遠い過去の名残にすぎないと考えられていましたが、最近の研究により、LINEの活動は脳、特に海馬領域で細かく調節されており、学習や記憶などの認知能力と関連している可能性があることが明らかになりました。
タコのゲノムにはトランスポゾンが豊富に含まれています。ほとんどは活動していないが、最新の配列決定技術を使用してまだコピー＆ペーストできるものに焦点を当てることにより、研究者らはタコの脳の一部に認知能力に重要なLINEファミリーの要素を特定した。
「顕微鏡下で、タコの学習能力と認知能力の座である脳の構造である垂直葉にこの要素の活動の非常に強い信号が見えたとき、私は文字通り椅子に飛び乗った。人間の海馬です」とSZADのジョバンナ・ポンテ氏は語った。
「2種のタコの脳内で活性なLINEファミリーの要素の発見は、これらの要素がコピー＆ペーストを超えた特定の機能を持っているという考えを裏付けるものとなるため、非常に重要です」とサンジェス氏は述べた。この研究は、 BMC生物学.
シードラゴンの見た目
オレゴン大学の科学者らによると、オーストラリアでのみ野生で見られるシードラゴンの場合、水中写真家に珍重される独特の外観はトランスポゾンによって説明できる可能性があるという。
科学者らは、雑草種と葉物種の両方のシードラゴンのゲノムを解読したところ、他の脊椎動物では顔、歯、付属器官、神経系の一部の発生を直接制御する重要な遺伝子群が欠落していることを発見した。
研究助手のクレイ・スモール教授は、「シードラゴンは、すでに風変わりな魚のグループの中でも風変わりな存在だ」と述べ、シードラゴンの近縁種について言及した。 ヨウジウオ科 家族、タツノオトシゴ、ヨウジウオ。
「頭や顔のようなものがどのように進化しやすいかについては、多くの関心が寄せられています」と、スモール氏と共同研究を率いた上級研究員スージー・バッシャム氏は語った。 「シードラゴンは、非常に急速に進化した極端な違いがあるため、その種の質問に対する良いケーススタディになる可能性があります。」タツノオトシゴやヨウジウオとともに、それらは約50万年前に分岐したもので、「進化の基準からすると比較的最近のことだ」と彼女は言う。
研究者らは、スクリップス・リサーチのバーチ水族館とテネシー水族館を通じて組織サンプルへのまれなアクセスを入手し、シードラゴンの遺伝子配列とタツノオトシゴとヨウジウオの遺伝子配列を分析した。ゼブラフィッシュやイトヨなどの硬骨魚と比べると、 ヨウジウオ科 シードラゴンは発生を導く遺伝子を欠いていたが、近縁種とは異なり、通常よりも多量のトランスポゾンを含んでいた。
特殊な X 線顕微鏡を使用して、体長 3 cm の雑草シードラゴンの高解像度 30D 画像を撮影しました (フィロプテリクス・タエニオラトゥス）。それは部分的にスキャンされ、画像がつなぎ合わされて完全な画像が形成され、シードラゴンの骨の最も詳細な部分が明らかになりました。
「これまでシードラゴンの一部をそのようにイメージした人は誰もいませんでした」とバッシャム氏は言う。 「葉の多いパドルの支持構造は、脊椎を精巧に加工したものであるように見え、その端に肉質の付属器官が追加されていることがわかりました。」このことは、装飾的な付属器官と思われるものが脊椎から進化したという考えを裏付けるものだと彼女は述べた。
研究チームは、シードラゴンのゲノム配列を公開することで、この奇妙な生き物がどのように進化したのかを理解し、保護する取り組みに役立つことを期待している。彼らの研究は、 国立科学アカデミー論文集.
ダイバーネットでも: シードラゴンを撮ったことはありますか？, ドラゴンの隠れ家で気をつけること, ルビー・シードラゴンズがライブデビュー
