Ontdekking van het grootste dierlijk genoom ooit: doorbraak in evolutieonderzoek naar longvissen

AmsterdamEen team van wetenschappers, waaronder bioloog Axel Meyer en biochemicus Manfred Schartl, heeft de genetische code van de longvis in kaart gebracht. Ze ontdekten daarmee het grootste genoom ooit gevonden bij een dier. Het genoom van de longvis is dertig keer groter dan dat van de mens, hetgeen ons helpt te begrijpen hoe vroege vissen zich hebben aangepast aan het leven op het land. Deze studie levert belangrijke inzichten op over de vroege stadia van landbewonende gewervelde dieren.

Belangrijke bevindingen uit hun onderzoek zijn:

• Het genoom van de Zuid-Amerikaanse longvis is meer dan 90 miljard basenparen lang.
• Dit genoom is twee keer zo groot als dat van de Australische longvis, die eerder het record in handen had.
• Transposons, die zich verplaatsen binnen het genoom, hebben deze groei veroorzaakt.
• Ondanks hun enorme omvang blijven de longvis-genomen opmerkelijk stabiel.
• Genetische analyses tonen evolutionaire aanpassingen die vroege gewervelden in staat stelden om op het land te leven.

Longvissen zijn intrigerend omdat ze kenmerken hebben van hun oude voorouders. De Australische longvis heeft vinnen die lijken op ledematen, wat vroege dieren hielp om op het land te bewegen. Daarentegen hebben Afrikaanse en Zuid-Amerikaanse longvissen dunne, draadachtige vinnen.

Onderzoek toont aan dat transposons grotendeels verantwoordelijk zijn voor de groei van het genoom. Zo groeit het genoom van de Zuid-Amerikaanse longvis elke 10 miljoen jaar met de grootte van het menselijk genoom. Deze snelle groei komt deels door lage niveaus van piRNA, dat normaal gesproken de activiteit van transposons onder controle houdt.

Lees ook:

Gisteren · 12:21

Verborgen dieptegeheimen: Arima-bronwater en aardbevingsrisico

De resultaten tonen aan dat er geen directe link is tussen de activiteit van transposons en genetische instabiliteit, wat onverwacht is. Deze stabiele genoomstructuur heeft wetenschappers in staat gesteld de chromosoomstructuur van de vroege tetrapode voorouder te reconstrueren. Door de genomen van verschillende longvissoorten te vergelijken, helpt de studie te begrijpen hoe de eerste gewervelde dieren zich aanpasten aan het leven op het land.

Het onderzoeksteam gebruikte genetisch gemodificeerde muizen met CRISPR-Cas om te bestuderen hoe vinnen evolueerden van complexe, ledemaatachtige structuren naar eenvoudigere vormen. Ze ontdekten dat veranderingen in de Shh-signaleringsroute deze evolutie veroorzaakten. Deze route is cruciaal voor de ontwikkeling van ledematen en vingers bij gewervelde dieren, wat een duidelijke evolutionaire verbinding aantoont.

Nu we beschikken over de volledige genoomsequenties van alle huidige longvisfamilies, kunnen we meer vergelijkende genomische studies uitvoeren. Dit zal ons helpen de genetica van longvissen beter te begrijpen en meer te leren over hun plaats in de evolutie.

Deze studie benadrukt hoe cruciaal genomica is voor het begrijpen van evolutionaire biologie. Het helpt ons te ontdekken hoe complexe dieren, zoals gewervelden, in de loop der tijd zijn geëvolueerd om in verschillende omgevingen te overleven. Deze kennis is waardevol voor toekomstig onderzoek in de gebieden van evolutie en genetica.