Teken—die onbreekbaar, bloed-verlustigen geleedpotigen die achtervolgen je zomerkamp herinneringen hebben een aantal fascinerende genetische geheimen. De teek genoom vertelt een verhaal van bewapende spit, uitbreidbaar armor, en hoe te drinken 100 keer het lichaamsgewicht in het bloed. Vreemdste van alles, het is volkomen enorm.
“We wisten dat de teek genoom was van plan om groot te gaan, maar we hadden geen besef van hoe groot—ongeveer tweederde van de grootte van het menselijk genoom,” Catharine Hill, een entomoloog aan de Universiteit van Purdue vertelde Gizmodo. “Dat is een deurklink van een veel van het DNA.”
Hill zou weten: ze heeft het decoderen van alle, in een enorme analyse dat vandaag is gepubliceerd in Nature Communications. De studie, die duurde tien jaar en die betrokken zijn bijna 100 onderzoekers, onthult de bizarre en fascinerende DNA achter Ixodes scapularis, de beruchte blacklegged teek die zich verspreidt de ziekte van Lyme in het oosten van de Verenigde Staten. Nu we hebben weliswaar de genetische code, we zijn een stap dichter bij het verslaan van de hardnekkige parasiet.
“We horen tegenwoordig veel over malaria, dengue, en Zika virus,” zegt Hill. “Maar de ziekte van Lyme is de meest voorkomende vector-borne disease in de Verenigde Staten, en het is heel moeilijk uit te roeien.”
Als de knapperige geleedpotigen zelf, de I. scapularis genoom was niet eenvoudig om in te breken. “Het is een uitdaging, elke stap van de weg,” zegt Hill, op te merken dat teken hebben een zeer lange, complexe levenscyclus, en zijn moeilijk te kweken in het lab. Wat is meer, I. scapularis’ genoom is groot en divers zijn—wat betekende dat de wetenschappers moesten volgorde, te analyseren en samen stuk van honderden individuele genetische bibliotheken te bouwen een waarheidsgetrouw beeld van de soort. “Dat was een groot team van mensen en een hoop rekenkracht,” zegt Hill.
Gesponsord
Een deel van de reden van het genoom is dus groot is herhaling. Veel van I. scapularis’ genen zijn gekopieerd, zoals de bladzijden van een boek die per ongeluk tweemaal afgedrukt. Deze duplicaties waarschijnlijk vond plaats rond het einde van de laatste ijstijd. “Het is mogelijk dat de retentie van meer genen leidt tot het benutten van een groter aantal habitats en hosts,” zegt Hill. “We willen leren wat deze genen zijn, en of een van hen kan worden gericht om te voorkomen dat tick-borne disease.”
Andere aspecten van de I. scapularis genoom zijn ook het aanbieden van inzichten in de parasiet in de fascinerende biologie.
I. scapularis larven en eieren, via Andrew Nuss
Teek speeksel, bijvoorbeeld, is een hoorn des overvloeds van farmaceutische producten, met duizenden van antibiotica, pijnstillers, bloedverdunners, en het immuunsysteem onderdrukkers. We zijn nog niet zeker van wat elk van deze afzonderlijke verbindingen heeft, maar het netto resultaat is duidelijk: een ongeëvenaarde mogelijkheid om van te smullen, onopgemerkt, op het bloed van vele verschillende organismen, dagenlang.
Advertentie
“Tick bloodfeeding is echt een fenomenaal proces,” zegt Hill. “Nu het is iets wat die wetenschappers kunnen beginnen om methodisch en systematisch plagen elkaar.”
Gewapend met haar genoom, kunnen de onderzoekers in het maken van genetisch gemodificeerde stammen van I. scapularis die niet in staat zijn om een bepaald speeksel eiwitten. Dit kan ons helpen identificeren—en halt—specifieke processen die kritisch zijn voor bloodfeeding.
I. scapularis’ genoom is ook licht te werpen op de teek armor-als de opperhuid, die schier onverwoestbaar en zeer uitbreidbaar. “We zijn begonnen om een aantal genen en de paden rondom dit,” zegt Hill. “Het is een mysterie geweest voor een zeer lange tijd.”
Er zijn vele richtingen Heuvel en haar collega ‘s hopen dat dit onderzoek de volgende, met inbegrip van een analyse op lager niveau in de mechanica van de meest interessante, unieke, en zwaar gedupliceerde genen om erachter te komen wat precies heeft geleid tot I. scapularis’ evolutionaire succes. Ook willen ze beginnen met het decoderen van de genomen van andere soorten teken en mijten.
“Nu we het genoom voor een teek, we zijn niet van plan om daar te stoppen,” zegt Hill. “We hebben een top tien van favoriete lijst van teken en mijten van medisch belang, en we willen bouwen aan onze studies. Dit werk is een belangrijke mijlpaal, maar het is echt nog maar het begin.”
[Nature Communications]
Volg de auteur @themadstone
Top: I. scapularis volwassen, via Andrew Nuss