Несмотря на экстремальные условия окружающей среды, характеризующиеся высоким давлением, высокой температурой, сильной кислотностью и низким уровнем кислорода, которые напоминают условия жизни в доисторические времена, гидротермальные источники служат убежищем для разнообразных существ, большинство из которых имеют огромный потенциал для биомедицинских и других применений. Среди других обитателей столь сложной среды особый интерес для морских ученых представляет чешуйчатая улитка, также известная как «Морской панголин».
Чешуйчатая улитка – единственное сохранившееся в живых брюхоногих моллюсков (крупных беспозвоночных животных, широко известных как улитки и слизни), обладающих панцирными чешуями – в остальном очень распространенная особенность брюхоногих моллюсков в кембрийское время более 540 миллионов лет назад.
Эта улитка также является единственным организмом в мире, который, как известно, включает железо в свой экзоскелет, а также входит в десятку поразительных морских видов десятилетия (2007-2017). Однако мало что известно о его геноме и необычной морфологии, так как это существо чрезвычайно сложно найти и собрать.
Теперь исследовательская группа под руководством проф. Цянь Пэйюань, заведующий кафедрой океанологии и естественных наук HKUST, в сотрудничестве с исследователями из Японского агентства по изучению моря и Земли и Technology (JAMSTEC) и анализ последовательности генома улитки.
Вопреки ожиданиям многих ученых, что существо содержит некоторые новые особые гены, которые приводят к его причудливой морфологии, команда фактически обнаружила, что все гены улитки уже существуют у других моллюсков, таких как кальмары и жемчужницы, а последовательность генов улитки имеет оставалась практически неизменной на протяжении всей своей эволюции. 25 факторов транскрипции (ключевой белок, регулирующий многие уровни экспрессии нижестоящих генов), которые, как определила группа ученых, способствуют формированию чешуек и раковин улитки, также внесли свой вклад в формирование многих других уникальных твердых частей у Mollusca, таких как operculum у брюхоногих моллюсков, клюв у кальмаров, спикула у хитона или щетинки у полихет.
«Хотя новый ген не был идентифицирован, наше исследование предлагает ценную информацию о биоминерализации – процессе, при котором кластеризация, позиционирование, включение и выключение комбинации генов определяет морфологию вида», – сказал профессор. Цянь сказал. "Раскрытие генома чешуйчатой улитки расширяет наши знания о генетическом механизме моллюсков, закладывая генетическую основу, которая открывает путь к применению. Одно из возможных направлений – это то, как их оболочки с железным покрытием выдерживают тяжелые удары, что может дать нам представление о способах создания более защитной брони."
Результаты были недавно опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Изучение секвенирования генома организмов часто является прорывом в биомедицинской и других сферах. Фермент микроба, который живет в таких вентиляционных отверстиях – например, недавно был использован для обнаружения COVID-19, а также других вирусов, таких как СПИД и SARS.