Flåter—dem, der er ubrydelig, blod-lusting leddyr, der hjemsøger dine sommerlejr erindringer—har nogle fascinerende genetiske hemmeligheder. Kryds genom, fortæller en fortælling om weaponized spit, kan udvides rustning, og hvordan man kan drikke 100 gange ens kropsvægt i blodet. Mærkeligste af alle, det er helt enorm.
“Vi vidste, tick genom skulle være så stor, at gå i, men vi var ikke klar over, hvor stor—omkring to tredjedele af størrelsen af det menneskelige genom,” Catharine Hill, en entomologist ved Purdue University fortalte Gizmodo. “Det er en pokkers af en masse af DNA.”
Hill vil vide: hun hjalp med at afkode det hele, i en stor analyse, der offentliggøres i dag i Nature Communications. Undersøgelsen, der tog ti år og involverede næsten 100 forskere, afslører den underlige og fascinerende DNA bag Ixodes scapularis, den berygtede blacklegged kryds, der spreder Lyme sygdom på tværs af det østlige Usa. Nu, at vi har knækket sin genetiske kode, vi er et skridt tættere på at besejre den ihærdige parasit.
“Vi hører en masse i disse dage om malaria, dengue, og Zika virus,” Hill sagde. “Men Lyme sygdom er den mest almindelige vektor-bårne sygdomme i Usa, og det er meget svært at udrydde.”
Som sprøde leddyr selv, I. scapularis genom var ikke nemt at bryde ind. “Det har været udfordrende, og for hvert skridt,” Hill sagde, at bemærke, at flåter har en meget lang, kompleks livscyklus, og det er vanskeligt at dyrke i laboratoriet. Hvad mere er, I. scapularis’ genom er stor og mangfoldig—hvilket betød, at forskerne var nødt til at sekvens, analysere og sammensætte hundredvis af individuelle genetiske biblioteker til at bygge et præcist billede af arter. “Det tog et stort team af mennesker og en masse regnekraft,” Hill sagde.
Sponsoreret
En del af årsagen genomet er så stort, er gentagelse. Mange af I. scapularis’ gener er blevet kopieret, ligesom siderne i en bog, der ved et uheld blev trykt to gange. Disse gentagelser formentlig fandt sted lige omkring slutningen af sidste istid. “Det er muligt, at fastholdelse af flere gener, der fører til evnen til at udnytte en større del af de naturtyper og værter,” Hill sagde. “Vi ønsker at lære, hvad disse gener er, og om nogen af dem kan være målrettet for at forhindre flåtbåren sygdom.”
Andre aspekter af I. scapularis genom er også at tilbyde indsigt i parasitten er fascinerende biologi.
I. scapularis larver og æg, via Andreas Hirth
Kryds spyt, for eksempel, er et overflødighedshorn af lægemidler, der indeholder tusindvis af antibiotika, smertestillende medicin, blodfortyndende medicin, og immunforsvar undertrykkere. Vi er endnu ikke sikker på, hvad hver af disse individuelle forbindelser gør, men netto resultatet er klart: en uovertruffen evne til festen, uden at blive opdaget, på blodet af mange forskellige organismer, i dagevis.
Reklame
“Kryds bloodfeeding er virkelig en fænomenal proces,” Hill sagde. “Nu er det noget, der kan forskerne begynde at metodisk og systematisk pirring fra hinanden.”
Bevæbnet med sit genom, forskere kan skabe genetisk modificerede stammer af I. scapularis, der er ude af stand til at udtrykke visse spyt proteiner. Dette kunne hjælpe os med at identificere og standse—specifikke processer, der er afgørende for bloodfeeding.
I. scapularis’ genom er også til formål at kaste lys på kryds rustning-som neglebånd, som både er næsten uforgængelige og meget udvides. “Vi er startet med at identificere nogle gener og veje omkring dette,” Hill sagde. “Det har været et mysterium for en meget lang tid.”
Der er mange retninger Hill og hendes kolleger håber at kunne tage denne forskning næste, herunder boring ned i mekanikken af de mest interessante, unikke og stærkt duplikerede gener for at finde ud af, hvad er det helt præcist, har ført til I. scapularis’ evolutionære succes. De vil også begynde at afkode genomer af andre arter af flåter og mider.
“Nu hvor vi har fået genomet for et kryds, vi kommer ikke til at stoppe der,” Hill sagde. “Vi har en top ti liste over foretrukne af flåter og mider af medicinsk betydning, og vi ønsker at udvide vores undersøgelser til dem. Dette arbejde er en vigtig milepæl, men det er virkelig bare begyndelsen.”
[Nature Communications]
Følg forfatteren @themadstone
Top: I. scapularis voksen, via Andreas Hirth