Pentru prima dată, a fost obținut genomul complet al unei specii remarcabile

O echipă de oameni de știință de la UC Santa Cruz (SUA) a finalizat genomul complet al melcului banană, o specie emblematică pentru pădurile de sequoia de coastă din California și, totodată, mascota iubită a universității.

Genomul complet al melcului banană va servi drept resursă pentru investigații suplimentare asupra geneticii unice a acestei specii, care îi conferă caracteristici remarcabile, precum substanța gelatinoasă cu efect anestezic și capacitatea de auto-reproducere.

• Cea mai mare insectă din lume riscă să dispară din cauza obsesiei noastre pentru ciocolată
• Masculii unei specii de caracatițe paralizează femelele înainte de împerechere pentru a nu fi mâncați

Acest proiect face parte dintr-o inițiativă mai amplă, California Conservation Genomics Project (CCGP), menită să sprijine politicile de conservare în fața schimbărilor climatice. CCGP este un efort colaborativ al cercetătorilor din întreg sistemul Universității din California, având scopul de a produce genomuri complete pentru 230 de specii de plante și animale periclitate, endemice sau esențiale pentru biodiversitatea statului.

Echipa, condusă de profesorul de inginerie biomoleculară Russell Corbett-Detig, și-a publicat concluziile într-un articol din Journal of Heredity. Studiile lor au identificat trei mari populații de melc banană pe teritoriul Californiei.

Un indicator al schimbărilor climatice

„Unul dintre aspectele interesante legate de melcul banană este că acesta nu se deplasează prea mult, ceea ce îl face un indicator fidel al climatului din regiunea în care se află. Acest lucru ne poate oferi perspective valoroase asupra conexiunii dintre aceste organisme și mediul înconjurător”, a explicat Corbett-Detig.

De-a lungul anilor, cercetătorii au identificat mai multe specii din genul melcului banană în California și dincolo de granițele statului, însă diferențele genetice dintre ele nu au fost niciodată clar definite. Capacitatea acestui limax de a se auto-fertiliza, un fenomen cunoscut sub numele de „selfing”, influențează distribuția populațiilor și constituie un subiect de studiu deosebit de interesant.

„Vrem să înțelegem cum sunt conectate aceste populații și dacă există grupuri izolate în anumite zone. Nu știm cu certitudine cât de frecvent se reproduc (aceste specii) între ele sau dacă, în cea mai mare parte, se autofertilizează ori se împerechează cu indivizi foarte apropiați genetic”, a declarat Max Genetti, doctorand în laboratorul lui Corbett-Detig și autor al studiului.

Genomul complet al melcului banană

Studiul s-a concentrat asupra speciei Ariolimax columbianus, considerată reprezentativă pentru trăsăturile tipice ale acestui gen. Această specie se distinge prin coloritul său galben cu pete și dimensiunile impresionante: este al doilea cel mai mare limax din lume. Habitatul său se întinde din zona Golfului San Francisco până în nordul îndepărtat al Alaskăi, fiind un companion al legendarelor păduri de sequoia din Pacificul de Nord-Vest.

În schimb, melcii banană întâlniți în campusul UC Santa Cruz, cei galbeni strălucitori, vizibili în diminețile cețoase pe potecile universitare, îi aparțin speciei Ariolimax dolichophallus, o variantă mai mică, întâlnită în regiunile centrale și sudice ale Californiei.

În timpul unei inițiative de formare pentru studenți, Genetti și colegii săi au descoperit că secvențierea ADN-ului acestui limax este deosebit de dificilă din cauza proprietăților fizico-chimice ale slime-ului său lipicios. Această provocare i-a determinat să depună eforturi pentru a realiza o secvență genomică completă, fără lacune sau erori, scrie Phys.org.

Depășirea provocărilor tehnice

Cercetătorii au colectat probe de ADN de la peste 100 de limacși banană din întreaga Californie, devenind experți în identificarea microclimatelor și a momentelor zilei ideale pentru a găsi acești limacși în mediul lor forestier.

Extracția ADN-ului s-a dovedit a fi un proces complicat din cauza compoziției unice a slime-ului limaxului, care împiedică metodele convenționale de izolare genetică.

„Trebuie să te ocupi mai întâi de slime, este primul lucru pe care trebuie să îl elimini. Abia apoi poți extrage ADN-ul și separa celelalte componente”, a explicat Genetti.

După extracție, ADN-ul a fost secvențiat și asamblat într-un genom complet de către Merly Escalona, cercetătoare asociată la UC Santa Cruz și lider al asamblării genomurilor pentru întregul CCGP. În ciuda dificultăților inițiale, genomul limaxului banană a fost procesat cu succes prin algoritmii care transformă datele brute de secvențiere într-un genom de referință complet. Dimensiunea genomului rezultat a fost de 2,3 gigabaiți, apropiată de dimensiunea genomului uman, de 3,4 gigabaiți.

La ce ne folosește genomul complet al melcului banană?

„Odată ce avem un genom publicat, putem învăța multe alte lucruri. Prin adăugarea de informații genetice suplimentare, comunitatea științifică poate descoperi detalii despre compușii chimici importanți sau despre proprietățile toxice ale acestui organism”, a declarat Escalona.

Studiile preliminare efectuate de echipa lui Corbett-Detig asupra distribuției populațiilor de limax banană din California au evidențiat trei grupuri distincte: unul pe coasta centrală, inclusiv Santa Cruz; un al doilea pe coasta de sud; și cel mai extins, care se întinde de la zona Golfului San Francisco până la granița cu Oregon și spre est, în Sierra Nevada.

„Am observat o variație genetică clară între aceste trei grupuri. Acest lucru indică o separare istorică și, aparent, continuă a diferitelor regiuni mari ale Californiei”, a spus Corbett-Detig.

Cercetătorii intenționează să continue caracterizarea populațiilor de limax banană din stat și să investigheze proprietățile unice ale slime-ului său anestezic.

La nivel local, Corbett-Detig își dorește să exploreze mai în detaliu relațiile genetice dintre limacșii din campusul UC Santa Cruz și cei din împrejurimi, dezvăluind astfel noi aspecte despre această specie fascinantă.

Vă recomandăm să citiți și:

Ferigile care „evoluează invers” pun la încercare ipotezele despre evoluția plantelor

Ce au descoperit cercetătorii după ce au disecat pentru prima dată cea mai rară balenă din lume

Studiu: Salvarea animalelor „bătrâne și înțelepte” este vitală pentru supraviețuirea speciilor

Test de cultură generală. Unde trăiesc pinguinii și urșii polari?