داده های رونویسی روابط تکاملی دو گروه از بی مهرگان باستانی را نشان می دهد



کمپتوزوآ و بریوزوآ دو شاخه از بی مهرگان آبزی کوچک هستند. آنها به حلزون ها و صدف ها (که در مجموع نرم تنان نامیده می شوند)، کرم های مویی، کرم های خاکی و زالو (که در مجموع آنلید نامیده می شوند) و کرم های نواری (nemertea) مربوط می شوند. اما موقعیت دقیق آنها در مورد درخت زندگی، و ارتباط نزدیک آنها با این حیوانات دیگر، همیشه زیست شناسان تکاملی را متحیر کرده است. مطالعات قبلی به طور مداوم آنها را جابجا کرده است. علاوه بر این، در حالی که Kamptozoa و Bryozoa در ابتدا به عنوان یک گروه در نظر گرفته می شدند، آنها بر اساس ظاهر و آناتومی آنها از هم جدا شدند. اکنون، با استفاده از فناوری پیشرفته توالی‌یابی و تجزیه و تحلیل محاسباتی قدرتمند، دانشمندان مؤسسه علوم و فناوری دانشگاه اوکیناوا (OIST)، با همکاری همکاران دانشگاه سنت پترزبورگ و دانشگاه تسوکوبا، نشان داده‌اند که این دو فیلا از یکدیگر جدا شده‌اند. نرم تنان و کرم ها زودتر از مطالعات قبلی پیشنهاد کرده اند، و بنابراین آنها در واقع یک گروه مجزا را تشکیل می دهند.

دکتر کنستانتین خالتورین، دانشمند کارکنان در واحد ژنومیک دریایی OIST و اولین نویسنده مقاله منتشر شده در این مقاله، گفت: «ما نشان داده‌ایم که با استفاده از داده‌های رونویسی با کیفیت بالا، می‌توانیم به بهترین روش‌های کنونی به یک سؤال دیرینه پاسخ دهیم. پیشرفت علم

ژنوم مجموعه کاملی از اطلاعات ژنتیکی است که در هر سلول یافت می شود. به ژن ها تقسیم می شود. این ژن‌ها از جفت‌های باز DNA تشکیل شده‌اند و هر ژن حاوی دستورالعمل‌های لازم برای ایجاد پروتئین است و در نتیجه منجر به مراقبت و نگهداری مناسب از یک سلول می‌شود. برای انجام دستورالعمل ها، ابتدا DNA باید به RNA رونویسی شود. یک رونوشت نتیجه این است، مانند بازتاب یک ژنوم، اما به جای DNA، در جفت بازهای RNA نوشته شده است.

این اطلاعات ژنتیکی در بین گونه ها متفاوت است. کسانی که به هم نزدیک هستند، اطلاعات ژنتیکی بسیار مشابهی دارند، در حالی که فاصله تکاملی بیشتر منجر به تفاوت های ژنتیکی بیشتر می شود. با استفاده از این داده ها، محققان دانش ما را در مورد تکامل حیوانات بهبود بخشیده اند، اما پاسخ به برخی سؤالات هنوز دشوار است.

از آنجایی که Kamptozoa و Bryozoa ارتباط نزدیکی با نرم تنان، آنلیدها و nemertea دارند، اشتباهات کوچک در مجموعه داده یا داده های از دست رفته می تواند منجر به قرارگیری نادرست در درخت تکاملی شود. علاوه بر این، هنگام جمع آوری این حیوانات کوچک، به راحتی می توان موجودات دیگری مانند جلبک ها را که نمونه را آلوده می کنند، برداشت. دکتر خلتورین تاکید کرد که آنها مراقب بودند تا از آلودگی جلوگیری کنند و بعداً مجموعه داده های خود را برای RNA جلبک ها و حیوانات کوچک غربال کردند تا هر چیزی که ممکن است از آنها آمده باشد را حذف کنند.

در مجموع، محققان رونوشت چهار گونه کمپتوزوا و دو گونه از بریوزوآ را توالی یابی کردند، اما به سطح کیفی بسیار بالاتری نسبت به آنچه که قبلا به دست آمده بود. در حالی که مجموعه داده های گذشته دارای کاملیت 20-60٪ بودند، در این مطالعه، کامل بودن رونوشت بیش از 96٪ بود.

آنها با استفاده از این رونوشت‌ها، پروتئین‌ها را پیش‌بینی کردند و آن‌ها را با داده‌های مشابه 31 گونه دیگر مقایسه کردند، که برخی از آنها با کمپتوزواها و بریوزوآها، مانند صدف‌ها و کرم‌های مو، و برخی دیگر که دورتر بودند، مانند قورباغه‌ها، ستاره‌های دریایی، حشرات، مرتبط بودند. و چتر دریایی مجموعه داده‌های باکیفیت به این معنی است که می‌توانند ژن‌ها و پروتئین‌های مختلف را به طور همزمان با هم مقایسه کنند. دکتر خلتورین قابلیت‌های محاسباتی قدرتمندی را که محققان می‌توانستند در OIST به آن‌ها دسترسی داشته باشند، اعتبار بخشید.

یافته اصلی ما این است که این دو فیلا به هم تعلق دارند. این نتیجه در ابتدا در قرن نوزدهم توسط زیست شناسانی پیشنهاد شد که حیوانات را بر اساس ظاهرشان دسته بندی می کردند.


دکتر کنستانتین خلتورین، دانشمند کارکنان واحد ژنومیک دریایی OIST

در حالی که دکتر خلتورین اظهار داشت که اکنون به این سؤال با بهترین توانایی موجود پاسخ داده شده است، او همچنین تأکید کرد که مجموعه داده می تواند به سؤالات اساسی تکاملی دیگر پاسخ دهد – مانند مکان دقیق تر نرم تنان و حلق ها بر روی درخت زندگی و چگونگی آن. زندگی متنوع شد

منبع:

دانشگاه فارغ التحصیل موسسه علم و فناوری اوکیناوا (OIST)

مرجع مجله:

خلتورین، ک. و همکاران (2022) Polyzoa بازگشته است: تأثیر مجموعه های کامل ژن بر روی قرارگیری Ectoprocta و Entoprocta. پیشرفت علم doi.org/10.1126/sciadv.abo4400.



منبع