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Estudo revela a impressão digital molecular por trás de belas pérolas

Num novo estudo, cientistas - do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), em colaboração com vários outros institutos de investigação, incluindo K. MIKIMOTO & CO., LTD, Pearl Research Institute e Japan Fisheries Research and Education Agency - relataram uma montagem quase completa do genoma da ostra pérola, em fase de haplótipo. Este genoma de ostras perlíferas de alta qualidade em escala cromossômica poderia ser usado para encontrar cepas resilientes.

O método tradicional de sequenciamento do genoma envolve a fusão do par de cromossomos. No entanto, isto funciona bem para animais de laboratório, que normalmente têm informação genética quase idêntica entre o par de cromossomos. Para animais selvagens, no entanto, onde existem numerosas variações genéticas entre pares de cromossomas, esta estratégia resulta numa perda de informação.

Ao sequenciar os genomas para esta investigação, os cientistas decidiram não combinar os cromossomos. Em vez disso, ambos os conjuntos de cromossomos foram sequenciados. Esta é a primeira pesquisa com foco em invertebrados marinhos a utilizar este método.

As ostras pérolas têm um total de 28 cromossomos porque possuem 14 pares deles. Os cientistas então usaram tecnologia avançada para sequenciamento do genoma. Mais tarde, reconstruíram todos os 28 cromossomas e encontraram diferenças importantes entre os dois de um par – par de cromossomas 9. Notavelmente, muitos destes genes estavam relacionados com a imunidade.

Takeshi Takeuchi, cientista da equipe da Unidade de Genômica Marinha da OIST, disse: “Diferentes genes em um par de cromossomos são uma descoberta significativa porque as proteínas podem reconhecer diferentes tipos de doenças infecciosas.”

“Quando o animal é cultivado, muitas vezes há uma cepa que tem maior taxa de sobrevivência ou produz pérolas mais bonitas. Os agricultores muitas vezes criam dois animais com esta estirpe, o que leva à endogamia e reduz a diversidade genética.”

Após três ciclos consecutivos de endogamia, os cientistas encontraram uma redução significativa na diversidade genética. Se essa diversidade reduzida ocorrer nas regiões cromossômicas com genes relacionados à imunidade, poderá impactar na imunidade do animal.

informação genética necessária para um organismo
A informação genética necessária para que um organismo mantenha suas atividades vitais é chamada de genoma. Na decodificação do genoma, o DNA é extraído de células individuais, fragmentado e analisado. Os fragmentos da sequência de DNA são então reconstruídos para obter uma montagem do genoma. Os animais que se reproduzem sexualmente herdam um conjunto de genomas da mãe e outro do pai. Um conjunto de informações genômicas derivadas de um dos pais é chamado de haplótipo. (i) Em organismos experimentais com cepas estabelecidas ou espécies com pequena diversidade genética, um indivíduo possui dois conjuntos de genomas quase idênticos. Assim, a montagem do genoma mesclado com haplótipos será semelhante a ambos os conjuntos de genomas do indivíduo original. (ii) Em organismos com alta diversidade genética, como animais selvagens, existem grandes diferenças nas sequências de DNA entre os haplótipos. O uso de métodos convencionais resulta em uma montagem do genoma com uma mistura de dois haplótipos. Pode perder informações genômicas. (iii) Neste estudo, sequências de DNA mais longas e precisas foram obtidas usando o sequenciador mais recente. Os dois haplótipos foram reconstruídos separadamente.

“É importante manter a diversidade do genoma nas populações aquícolas.”

Prof. Shugo Watabe (Professor visitante da Universidade Kitasato, professor emérito da Universidade de Tóquio) dito“As pérolas cultivadas foram desenvolvidas pela primeira vez no mundo há 130 anos por Kokichi Mikimoto no Japão. Ainda hoje, são o segundo produto marinho mais exportado produzido no Japão, depois das vieiras. No entanto, a história da aquicultura de pérolas no Japão tem sido uma batalha contra doenças no ambiente da aquicultura. Os danos causados ​​pela doença da descoloração vermelha, que surgiu em 1996, foram particularmente graves.”

“A produção de pérolas cultivadas no Japão diminuiu significativamente. Nos últimos anos, a indústria da produção de pérolas voltou a enfrentar grandes problemas devido à propagação de doenças causadas por vírus. Embora os detalhes das causas das doenças e das contramedidas não tenham sido estabelecidos, foi apontado que o cultivo de pérolas no Japão pode estar sofrendo de deterioração genética devido à endogamia de ostras perlíferas com características superiores, o que torna difícil responder a vários mudanças ambientais e o surgimento de Patógenos. "

Os resultados deste estudo esclareceram a questão do cultivo de pérolas no Japão e têm implicações industriais significativas. Muitos dos sistema imunológicoOs genes de também foram identificados. Isso explica por que as ostras perlíferas podem produzir uma camada nacarada em resposta a um objeto estranho introduzido do exterior, o que lança luz sobre o mistério que envolve a própria produção de pérolas.

Jornal de referência:

  1. Takeshi Takeuchi, Yoshihiko Suzuki, Shugo Watabe e outros. Uma reconstrução do genoma em fase de haplótipos de alta qualidade revela uma diversidade inesperada de haplótipos em uma ostra perlífera. Pesquisa de DNA. DOI: 10.1093/dnares/dsac035

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