Zecche—quelli infrangibile di sangue e di desiderio artropodi che infestano il tuo summer camp, le memorie sono alcune affascinanti genetica segreti. Il segno di spunta genoma racconta di un’arma spiedo, espandibile armatura, e come bere 100 volte il proprio peso nel sangue. Più strano di tutti, è assolutamente enorme.
“Sapevamo che il segno di spunta genoma stava per essere grande, ma noi non rendersi conto di quanto grande—circa due terzi delle dimensioni del genoma umano,” Catharine Collina, un entomologo dell’Università di Purdue ha detto Gizmodo. “Questo è un diavolo di un sacco di DNA.”
Hill vorrei sapere: ha contribuito a decodificare tutto, in una massiccia analisi pubblicata oggi su Nature Communications. Lo studio, che ha avuto dieci anni e ha coinvolto quasi 100 ricercatori, rivela la strani e affascinanti del DNA dietro Ixodes scapularis, il famigerato segno di spunta blacklegged che si diffonde la malattia di Lyme in tutta la costa orientale degli Stati Uniti. Ora che abbiamo rotto il suo codice genetico, siamo un passo più vicini a sconfiggere la tenace parassita.
“Si parla molto in questi giorni circa la malaria, la dengue, e Zika virus,” ha detto Hill. “Ma la malattia di Lyme è la più comune trasmesse da vettori della malattia negli Stati Uniti, ed è molto difficile da sradicare”.
Come il croccante artropodi stesso, l’I. scapularis genoma non è stata facile da rompere. “E ‘ stato impegnativo ogni passo del cammino,” Hill ha detto, notando che le zecche hanno un lungo ciclo di vita complesso e difficile da coltivare in laboratorio. Cosa c’è di più, I. scapularis’ genoma è grande e varia, il che significa che gli scienziati hanno dovuto sequenza, analizzare e mettere insieme centinaia di genetica individuale librerie di costruire un quadro preciso della specie. “Che ha avuto un enorme gruppo di persone e un sacco di potenza di calcolo,” ha detto Hill.
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Parte del motivo per cui il genoma è così grande è la ripetizione. Molti di I. scapularis’ geni sono stati copiati, come le pagine di un libro che accidentalmente sono state stampate due volte. Tali duplicazioni, probabilmente, ha avuto luogo a destra intorno alla fine dell’ultima era glaciale. “È possibile che la ritenzione di più geni che conduce alla capacità di sfruttare un maggior numero di habitat e padroni di casa,” ha detto Hill. “Vogliamo imparare ciò che questi geni sono, e se qualcuno di loro può essere mirata a prevenire le malattie da zecche.”
Altri aspetti dell’I. scapularis genoma sono anche offrendo spunti di riflessione in parassita affascinante biologia.
I. scapularis di larve e uova, via Andrea Nuss
Tick saliva, per esempio, è una cornucopia di prodotti farmaceutici, con migliaia di antibiotici, analgesici, fluidificanti del sangue, e immuno soppressori. Non siamo ancora sicuri di ciò che ciascuno di questi singoli composti, ma il risultato è chiaro: una capacità ineguagliata di festa, inosservato, con il sangue di molti organismi differenti, per giorni e giorni.
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“Tick bloodfeeding è davvero fenomenale”, ha detto Hill. “Ora si tratta di qualcosa che gli scienziati possono iniziare a metodicamente e sistematicamente prendere in giro a parte.”
Armato con il suo genoma, i ricercatori possono creare geneticamente modificati ceppi di I. scapularis che non sono in grado di esprimere certe proteine salivari. Questo potrebbe aiutarci a identificare e arrestare i processi specifici che sono importanti per la bloodfeeding.
I. scapularis’ genoma è anche mettere in luce il tick armatura-come la cuticola, che è quasi indistruttibile e molto espandibile. “Abbiamo iniziato a identificare alcuni geni e le vie intorno a questo,” ha detto Hill. “È stato un mistero per un tempo molto lungo.”
Ci sono molte indicazioni Collina e i suoi colleghi sperano di prendere questa ricerca successiva, tra cui il drill-down nella meccanica dei più interessanti, unici e fortemente geni duplicati capire cosa, esattamente, ha portato a I. scapularis’ successo evolutivo. Inoltre, si desidera iniziare la decodifica del genoma di altre specie di zecche e acari.
“Ora che abbiamo ottenuto il genoma di un tick, non abbiamo intenzione di fermarci qui,” ha detto Hill. “Abbiamo una top ten lista di preferiti per le zecche e gli acari di importanza medica, e vogliamo ampliare i nostri studi. Questo lavoro è un traguardo importante, ma è davvero solo l’inizio.”
[Nature Communications]
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Top: I. scapularis adulto, via Andrea Nuss