Avslöjar lungfiskens enorma genom: ny studie förklarar ryggradsdjurens övergång till land.

StockholmEtt forskarteam, inklusive biologen Axel Meyer och biokemisten Manfred Schartl, har kartlagt lungfiskens genetiska kod och avslöjat den största genomet som någonsin hittats hos ett djur. Lungfiskens genom är trettio gånger större än människans, vilket hjälper oss att förstå hur tidiga fiskar utvecklades för att leva på land. Denna studie ger viktig information om de tidiga stadierna av landlevande ryggradsdjur.

Viktiga punkter från deras upptäckt inkluderar:

• Genomet hos den sydamerikanska lungfisken är över 90 miljarder baspar långt.
• Detta genom är dubbelt så stort som det hos den australiska lungfisken, den tidigare rekordhållaren.
• Transposoner, som replikerar och byter plats i genomet, har orsakat denna tillväxt.
• Lungfiskarnas genom förblir oväntat stabila trots sin storlek.
• Genetiska analyser visar på evolutionära anpassningar som gjorde det möjligt för tidiga ryggradsdjur att ta sig upp på land.

Lungfiskar är fascinerande eftersom de har egenskaper från sina forntida släktingar. Den australiensiska lungfisken har fenor som liknar lemmar, vilket hjälpte tidiga djur att förflytta sig på land. I motsats till detta har afrikanska och sydamerikanska lungfiskar tunna, strängliknande fenor.

Forskning visar att transposoner främst bidrar till genometillväxt. Till exempel växer genomet hos den sydamerikanska lungfisken med storleken av det mänskliga genomet vart tionde miljonte år. Denna snabba tillväxt beror delvis på låga nivåer av piRNA, som normalt reglerar transposonaktiviteten.

Läs också:

Idag · 15:57

Ny forskning: Enkla celler visar lärande utan hjärnor

Resultaten visar att det inte finns någon direkt koppling mellan transposonaktivitet och genetisk instabilitet, vilket är oväntat. Denna stabila genomstruktur har gjort det möjligt för forskare att rekonstruera kromosomstrukturen hos den tidiga fyrfota förfadern. Genom att jämföra genomerna hos olika arter av lungfiskar bidrar studien till att förstå hur de första ryggradsdjuren anpassade sig till livet på land.

Forskargruppen använde genetiskt modifierade möss med CRISPR-Cas för att studera hur fenor utvecklades från komplexa struktur liknande lemmar till enklare former. De upptäckte att förändringar i Shh-signalvägen orsakade denna evolution. Denna signalväg är viktig för utvecklingen av lemmar och fingrar hos ryggradsdjur, vilket visar en tydlig evolutionär koppling.

Nu när vi har hela genomsekvenserna för alla nuvarande familjer av lungfisk kan vi genomföra fler jämförande genomiska studier. Detta kommer att hjälpa oss att bättre förstå lungfiskarnas genetik och lära oss mer om deras plats i evolutionen.

Denna studie belyser betydelsen av genomik för att förstå evolutionsbiologi. Det hjälper oss att lära oss hur komplexa djur, som ryggradsdjur, har förändrats över tid för att leva i olika miljöer. Denna information är värdefull för framtida forskning inom evolution och genetik.