Møt de bittesmå tardigradene, verdens største DNA-tyver

Tardigrades er dyr som lever under ekstreme forhold. Disse mikroskopiske akvatiske virvelløse dyrene, også kjent som vannbjørn, kan overleve den kalde og ekstreme varmen, så vel som de tøffe forholdene i rommet. Hvis de er dehydrert, kan de bare gjenopplives med vann, selv om de har brukt flere tiår som dette. De finnes på hvert kontinent, inkludert Antarktis, og lever i miljøer som spenner fra havgraver til ørkener til toppen av Himalaya.

Nå har et team av forskere oppdaget at disse vesener har en annen unik tilstand: genomet inneholder det mest "podede" DNAet blant alle kjente dyrearter. Forskere fant at i stedet for å arve alle genene sine fra sine forfedre, fikk tardigrader en sjettedel av sin genetiske sammensetning fra planter, bakterier, sopp og archaea. Hele denne blandingen avslørte at arter kan danne seg på mye mindre lineære måter enn vi forestilte oss.

"Når folk tenker på mangfoldet i livet og flyten av genetisk informasjon, forestiller de seg et tre med store grener som genererer mindre, men uten noen sammenheng mellom dem, " sier Thomas Boothby. Han er postdoktor ved Foundation for Life Scientific Research ved University of North Carolina, Chapel Hill. "Vi begynner å innse at i stedet for livets tre, ville det være mer hensiktsmessig å tenke på livets nett, " fortsetter han.

Boothby begynte å studere genomet til tardigradene i håp om å oppdage de mest grunnleggende fundamentene for ekstreme overlevelsesstrategier for skapninger. For å katalogisere hvert gen, ekstraherte han og kollegene først flere korte DNA-biter fra tusenvis av disse vesener. De brukte deretter et dataprogram for å "sy" alle brikkene sammen og avsløre koden i sin helhet.

"Da vi gjorde det, så vi opprinnelig at det var mange gener som ikke så ut til å komme fra dyr, " sier forskeren. "Vår instinktive reaksjon var å tro at vi gjorde en feil eller at noe burde ha forurenset prøven vår, " sa han. For å kontrollere resultatet testet teamet polymerasekjedereaksjonen, en metode som forsterker målregionene for genetisk materiale bare hvis de samsvarer med noen spesifikke "triggere".

I dette tilfellet ønsket de å se om de kunne forsterke dyre- og bakteriegener som individuelle enheter, noe som bare ville være mulig hvis de var fysisk koblet innenfor samme genom. "Vi gjorde det for over 100 gener, med 98% suksess, " sa Boothby.

Overbevist om at genomlesningene var korrekte, rekonstruerte teamet deretter evolusjonsstammen til spesifikke gensekvenser, som bekreftet at det som syntes å være fremmede gener nettopp var det, snarere enn noe lignende utviklet av tardigradene selv. "Resultatene avslørte entydig at gener som ser fremmed ut, faktisk kom fra ikke-dyrs livsformer, " sa forskeren.

Teamet konkluderte med at 17, 5% av vannbjørnegener er laget av noe fremmed materiale. De fleste av disse ytre genene har bakteriell opprinnelse, med tusenvis av arter som er representert i den genetiske sammensetningen av en tardigrade. Forskere mener mange av disse genene er ansvarlige for å spille de samme rollene i stresstoleranse som deres "originale eiere."

I noen tilfeller erstattet fremmede elementer de fra tardigrader, mens i andre beholdt disse dyrene sine egne strukturer, men integrerte med dem en eller flere kopier av en eller flere arter av bakterier. Forskere spekulerer i at dette ikke var en engangshendelse og kan fremdeles skje selv i dag. Men det som ennå ikke er oppdaget, er hvordan disse skapningene kan reparere sitt eget DNA med fremmed genetisk materiale.

Hva syntes du om tardigrader? Kommenter til Mega Curious Forum