новости

roni_14 — 13.07.2014

Мы — это колония клеток. А когда клетка живет сама по себе, то её называют одноклеточным организмом. При этом когда она имеет в целом такое же строение, что и наши клетки, то называют её простейшим и изучают в школе как амебу. Или инфузорию. Но, конечно, вариантов простейших гораздо больше. И далеко не все они друг другу родственники, некоторые, например, ближе к человеку чем к другому одноклеточному. Они много чего умеют и очень много чего изобрели: как избегать того, как сделать это, как выжить. Все мы, живые организмы, придумываем, как же нам всё же остаться живыми. И простейшие, будучи очень разнообразными, соответственно, много чего придумали. Только мы мало знаем об этом (гораздо меньше, чем о тех же бактериях). Изучен вот тот, который болезнь вызывает и немного вон тот, от которого рыбы травятся и, может, вот этот, так как только он в лаборатории хорошо размножается. За кадром остаются миры, которые изменяли и изменяют вид нашей планеты. В последнее время, чтобы хотя бы оценить разнообразие плюс в целом подглядеть, какие специальные функции может выполнять сообщество микроорганизмов, делают так: выделяют всю ДНК из, допустим, воды и всю расшифровывают. Информации много и она полезна, правда, много непонятного, а главное, неизвестно, кому конкретно та или иная молекула ДНК принадлежала.

К чему я это всё? К недавно вышедшей статье , которая довольно важна: в ней объявляется о расшифровке более 650 транскриптомов от разных простейших. Причем большинство из них — это виды, которые не являются модельными, которые мало исследованы. Что такое транскриптом? Геном — это вся ДНК, какая есть в организме, но не вся эта ДНК «дает жизнь» белкам. Часть ДНК выполняет регуляторную функцию, часть просто не активна, а часть — это именно те гены, на основе которых синтезируется РНК, а затем белок. Вот транскриптомом и называют то, что на данный момент активно и произвело РНК, изучают не длинную цепь генома, а набор этих РНК (из которых потом получатся белки). Соответственно, транскриптом меньше генома и анализировать его легче: не надо расшифровывать длинную цепь, в которой важно, где что находится, собираешь только отдельные куски, соответствующие тому или иному белку. Это особенно важно для простейших, у которых геномы могут быть очень запутанными, содержать *странное* и поэтому никак не описываемое, и быть просто слишком большими (в десятки раз больше человеческого). Вместе с тем, это не значит, что расшифровка транскриптома — это альтернатива геному, нет, это два разных подхода и оба нужны. Но пока оба слабо использовались.



Данная статья по сути лишь пресс релиз, сообщающий о факте анализа. В целом, в программе участвовало порядка 80 исследователей из разных стран. То есть эти 650 транскриптомов принадлежат не случайному набору видов. Каждый ученый имел свой проект, со своей задачей, целью. И под неё заказывал расшифровку транскриптомов таких-то видов. Так что скоро будет ряд конкретных статей по каждому проекту внутри этого большого. Кто-то изучал один вид, но при разных условиях. Кто-то сравнивает близкородственные виды, кто-то... не будем раскрывать карты). Но это только начало, у которого может быть качественное продолжение. Все эти транскриптомы были не просто механически «прочитаны», их аккуратно расшифровали, нашли соответствие белкам и т.п. причем по единой схеме (то есть теперь между собой их проще сравнивать, и они для этого готовы) и все выложили в интернет. Кроме этого, большинство данных принадлежит простейшим, которые более менее растут в специальных коллекциях и имеют хорошее морфологическое описание, то есть мы точно знаем, кто это и откуда. Среди них представители разных групп: есть принадлежащие таким простейшим, о геноме которых мы вообще ничего не знаем. С другой стороны, есть те, кто принадлежит более изученным таксонам (инфузории, диатомовые) и значит в их случае можно идти «в глубину». Есть далекие друг от друга, есть штаммы одного вида. Что это даст в будущем?

1) Это база данных. Сейчас в биологии используются достаточно сложные математические методы, но так или иначе в основе многих лежит банальное сравнение. И надо иметь то, с чем сравнивать. Например, то что я упомянула в начале — анализ ДНК из воды. Теперь легче будет найти, чья она и почему тут.

2) Изучение эволюции, в смысле кто кому более близкий родственник. Раньше эти выводы делали на основе сравнения определенных, но коротких фрагментов ДНК — выводы часто были правильны, но в целом ряде случаев информации в этих коротких фрагментах было просто недостаточно, чтобы что-то сказать. А иногда были и проколы. Транскриптомы дают возможность сделать эволюционный анализ, взяв за основу под тысячу генов (хотя и тут есть свои сложности;)). Это особенно полезно, когда есть группа разных, но близких видов и стоит вопрос, кто же там всё же кого породил. Но и для ряда других случаев весьма интересно, что получится. Сейчас простейшие только в целом «раскиданы» по Древу жизни, а заглянешь внутрь каждой группы — что за чехарда?! Наведение же порядка периодически выявляет неожиданные, но такие простые и понятные линии развития и, соответственно, роли в экосистеме.



3) Изучение функций тех или иных генов, кто из них находится под давлением вот этой вот окружающей среды, кто горизонатально перенесся от одной зверушки к другой, а почему вот эта светится, - для этого весьма полезно заглянуть в транскриптомные данные, выявить, какие гены были активны, а затем уже изучать именно их более предметно и долго.

4) Это, как обычно, только первый шаг. И не правда, что только он труден, все шаги трудны. Многие из изученных простейших — фотосинтетики (их легче культивировать), гетеротрофы остаются менее охваченными. Программа была посвящена морским видам, так что пресноводные, почвенные остались не удел (хотя несколько пресноводных прокрались). Но радует, что хотя кругом тигры, обезьянки, рис и страшные вирусы, одноклеточные эукариоты пробились и получили порцию внимания от современных методов).



PS все фото с сайта nordicmicroalgae.org, автор Mats Kuylenstierna

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив