Nuskaitytas legendomis apipinto paslaptingojo gigantiškojo kalmaro genomas

Svarbios paslaptingų gigantiškojo kalmaro (\[Architeuthis dux\]) anatomijos ir evoliucijos užuominos atskleidžiamos jo genome, kurį publikavo Kopenhagos universiteto komanda, kurioje dalyvavo ir Caroline Albertin iš Jūros biologijos laboratorijos (Marine Biological Laboratory – MBL), Woods Hole.

Gigantiškieji kalmarai retai matomi ir niekada nepavyko jų sugauti ir išlaikyti gyvų, tad jų biologija (ir netgi reprodukcija) didžia dalimi tebėra paslaptis. Genomo nuskaitymas gali pateikti svarbių įžvalgų.

„Genų prasme, gigantiškieji kalmarai labai panašūs į kitus gyvūnus. Tai reiškia, kad tyrinėdami šiuos išties keistus gyvius galime daugiau sužinoti ir apie save,“ sako Albertin, 2015 metais vadovavusi komandai, nuskaičiusiai pirmąjį genomą, priklausantį galvakojams (šiai grupei priklauso kalmarai, aštuonkojai, sepijos ir nautilai).

Rute da Fonseca iš Kopenhagos universiteto vadovaujama komanda išsiaiškino, kad gigantiškojo kalmaro genomas yra didelis: jame yra ~2,7 milijardai DNR bazių porų, tai yra apie 90 procentų žmogaus genomo dydžio.

Albertin analizavo kelias senas, gerai žinomas gigantiškojo kalmaro genų šeimas, lygindama jas su keturiomis kitomis galvakojų rūšimis, kurių genomai jau nuskaityti, ir su žmogaus genomu.

Ji atrado, kad beveik visų gyvūnų vystymuisi svarbių genų (Hox ir Wnt) gigantiškojo kalmaro genome yra tik viena kopija. Tai reiškia, kad šis gigantiškas bestuburis padaras — įkvėpęs ne vieną pasakojimą apie jūrų pabaisas —  toks didelis užaugo NE dėl viso genomo dublikavimo, evoliucijos strategijos, kuri seniai taip išaugino stuburinius.

Tad, norint išsiaiškinti, kaip ši kalmarų rūšis tapo tokia didelė, teks toliau tyrinėti jos genomą.

„Genomas yra pirmasis žingsnis, ieškant atsakymų į daugybę šių itin keistų gyvūnų biologijos klausimų,“ tokių kaip didžiausių tarp bestuburių smegenų išsivystymas, jų sudėtingas elgesys ir sumanumas, ir neįtikėtini žaibiško kamufliažo sugebėjimai, pažymėjo Albertin.

„Nors galvakojai turi daug sudėtingų ir įmantrių bruožų, manoma, kad jie evoliucionavo nepriklausomai nuo stuburinių. Lygindami jų genomus, galime klausti, „ar galvakojai ir stuburiniai sukurti taip pat, ar skirtingai?““ sako Albertin.

Be to, Albertin gigantiškojo kalmaro genome identifikavo daugiau nei 100 protokadherino baltymų šeimos genų — bestuburiuose jų paprastai daug nebūna.

„Protokadherinai svarbūs teisingam sudėtingų smegenų sujungimui. Manyta, kad tai buvo stuburinių inovacija, tad iš tiesų nustebome, daugiau nei 100 jų radę aštuonkojo genome (2015 m.). Tai atrodė kaip akivaizdus sudėtingų smegenų įrodymas. O dabar panašią protokadherinų gausą aptikome ir gigantiškuose kalmaruose.“

Galiausiai, ji išanalizavo unikalią (lig šiol) galvakojų genų šeimą, reflektinus. „Reflektinai koduoja baltymą, susijusį su iridizacija. Spalva yra svarbi kamufliažo dalis, tad stengiamės suprasti, ką ši genų šeima veikia ir kaip veikai,“ sako Albertin.

„Šio gigantiškojo kalmaro genomas yra svarbi detalė, stengiantis suprasti, kas galvakojus daro galvakojais. Be to, gali padėti mums suprasti, kaip, vykstant evoliucijai ir vystymuisi, atsiranda nauji ir naujoviški genai.“

phys.org