水熊虫:这家伙变得越来越奇葩了

水熊虫万岁!


嗯,想要煮死它、冻死它、辐射死它、真空窒息死它,基本都没戏。水熊虫,这个星球上生命力最顽强的物种,简直就是一位伟大的生存大师。人类和它相比实在是脆弱不堪啊,别说煮和冻,就是扔到真空环境里,基本不出两三分钟就挂了。


文/Fiona MacDonald

译/射射


科学家们首次进行了对水熊虫——这种缓步动物的完整基因组测序。结果这奇特的小生物有着已知所有物种中最奇特的基因——换句话说,水熊虫大约六分之一的基因是从其他物种那儿偷来的。我们得承认,对此我们并没有太过吃惊。

让我们先为那些不了解水熊虫诡异之处的人提供一些背景知识——这种微小的水生物平均只长到1毫米大,而且是唯一可以在严酷的太空环境中生存下来的东西。它还能承受从绝对零度到远超过沸水的温度,应付强度惊人的气压和辐射,还能不吃不喝地活个至少10年。基本上,没有什么办法能杀死它们。现在,科学家们展示出了它的基因就像它的存在一样奇葩。

水熊虫有这么多外源DNA对它有什么影响,外源DNA又到底是什么呢?这个术语指的是来源于另一个有机体的基因,这个转移过程与传统的复制相对比,被称为横向基因转移(HGT)。


横向基因转移不时发生在人类和其他动物身上,通常是因为基因和病毒的基因发生了交换。但从整体来讲,绝大多数动物的基因组中只有不到1%是外源DNA。在水熊虫之前——轮虫,另一种微小的水生物据信拥有最多的外源DNA,约占8%~9%。

研究人员发现,水熊虫基因组中有17.5%都来自其他生物,而绝大多数生物的基因只有不足1%来自外源基因。图中所示的是另一种微生物,轮虫,曾经在水熊虫之前保有生物界“盗取”最多DNA的纪录(约8%)。


这项新研究展示出水熊虫约有6000项基因是从其他物种那儿得来的,这大概占了它全部基因的17.5%。


“我们从没想过一个物种的基因组中会有如此多的外源DNA,”这项研究的联合作者,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的鲍勃·戈德斯坦说道,“我们知道许多动物都从外界获取基因,但我们从没想过这事儿会进展到如此地步。

所以水熊虫从哪儿得到的这些基因呢?这些外源DNA主要来自于细菌,还有植物、真菌和古细菌。研究员提出,正是因为水熊虫的基因极为丰富,它才拥有了在极端环境下生存的能力。


“能在极端环境下生存的生物尤其倾向于获得外源基因;而细菌的基因也许比动物的能更好地适应环境的压力。”研究员之一托马斯·布斯比说。


虽然这是个随机性很大的过程,但是只有利于这种生物存活的基因才被流传给了后代。水熊虫到底是如何得到这些外来DNA的,以及这个过程发生的有多频繁还需要进一步研究。但最令人激动的是这个过程展示了一种新的生命演化方式。

“我们常想到生命之树,在里面基因信息垂直地从父母传给下一代。但随着横向基因转移(至少在特定有机体中)被越来越广泛地了解和接受,我们对于进化和遗传的看法开始有所改变了,”布斯比说道,“除了想到生命之树,我们还可以去想生命之网——在那里基因信息从不同的枝干中穿梭传递——真令人激动。我们已经在调整对进化的理解了。”


这项被发表在美国科学院院报的研究还提供了一些新的见解,关于我们可以在医药研发中利用哪些基因。所以——奇葩水熊虫万岁!



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水熊虫:这家伙变得越来越奇葩了

水熊虫万岁!


嗯,想要煮死它、冻死它、辐射死它、真空窒息死它,基本都没戏。水熊虫,这个星球上生命力最顽强的物种,简直就是一位伟大的生存大师。人类和它相比实在是脆弱不堪啊,别说煮和冻,就是扔到真空环境里,基本不出两三分钟就挂了。


文/Fiona MacDonald

译/射射


科学家们首次进行了对水熊虫——这种缓步动物的完整基因组测序。结果这奇特的小生物有着已知所有物种中最奇特的基因——换句话说,水熊虫大约六分之一的基因是从其他物种那儿偷来的。我们得承认,对此我们并没有太过吃惊。

让我们先为那些不了解水熊虫诡异之处的人提供一些背景知识——这种微小的水生物平均只长到1毫米大,而且是唯一可以在严酷的太空环境中生存下来的东西。它还能承受从绝对零度到远超过沸水的温度,应付强度惊人的气压和辐射,还能不吃不喝地活个至少10年。基本上,没有什么办法能杀死它们。现在,科学家们展示出了它的基因就像它的存在一样奇葩。

水熊虫有这么多外源DNA对它有什么影响,外源DNA又到底是什么呢?这个术语指的是来源于另一个有机体的基因,这个转移过程与传统的复制相对比,被称为横向基因转移(HGT)。


横向基因转移不时发生在人类和其他动物身上,通常是因为基因和病毒的基因发生了交换。但从整体来讲,绝大多数动物的基因组中只有不到1%是外源DNA。在水熊虫之前——轮虫,另一种微小的水生物据信拥有最多的外源DNA,约占8%~9%。

研究人员发现,水熊虫基因组中有17.5%都来自其他生物,而绝大多数生物的基因只有不足1%来自外源基因。图中所示的是另一种微生物,轮虫,曾经在水熊虫之前保有生物界“盗取”最多DNA的纪录(约8%)。


这项新研究展示出水熊虫约有6000项基因是从其他物种那儿得来的,这大概占了它全部基因的17.5%。


“我们从没想过一个物种的基因组中会有如此多的外源DNA,”这项研究的联合作者,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的鲍勃·戈德斯坦说道,“我们知道许多动物都从外界获取基因,但我们从没想过这事儿会进展到如此地步。

所以水熊虫从哪儿得到的这些基因呢?这些外源DNA主要来自于细菌,还有植物、真菌和古细菌。研究员提出,正是因为水熊虫的基因极为丰富,它才拥有了在极端环境下生存的能力。


“能在极端环境下生存的生物尤其倾向于获得外源基因;而细菌的基因也许比动物的能更好地适应环境的压力。”研究员之一托马斯·布斯比说。


虽然这是个随机性很大的过程,但是只有利于这种生物存活的基因才被流传给了后代。水熊虫到底是如何得到这些外来DNA的,以及这个过程发生的有多频繁还需要进一步研究。但最令人激动的是这个过程展示了一种新的生命演化方式。

“我们常想到生命之树,在里面基因信息垂直地从父母传给下一代。但随着横向基因转移(至少在特定有机体中)被越来越广泛地了解和接受,我们对于进化和遗传的看法开始有所改变了,”布斯比说道,“除了想到生命之树,我们还可以去想生命之网——在那里基因信息从不同的枝干中穿梭传递——真令人激动。我们已经在调整对进化的理解了。”


这项被发表在美国科学院院报的研究还提供了一些新的见解,关于我们可以在医药研发中利用哪些基因。所以——奇葩水熊虫万岁!



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