圣彼得堡国立大学的科研人员已经破译了直泳虫门类寄生虫中最小的成员——变化莫测的Intoshia的基因组。结果发现,目前它的基因组是所有多细胞生物中最小的,只包含5120个基因。很长一段时间以来,直泳虫门的状态还不为人知,但来自圣彼得堡国立大学科学家的新数据证实,这些寄生虫属于环节虫。

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研究结果发表在《当代生物学》杂志上。

圣彼得堡国立大学教授、生物科学博士格奥尔吉·斯柳萨列夫说道:“直泳虫门是一组很久以前,即1877年就被发现的寄生生物,但直到不久前,它们在动物系统中所处的位置仍然是个谜。最初,它们被认为是非常原始动物,居于单细胞和多细胞之间,因此它们曾被命名为“中生动物”,这个词的前半部分源于希腊语,其意思是“meso”,即处于动物和原生生物之间。然而,当我们开始对它们进行研究时,发现它们并不是那么的简单。”

圣彼得堡国立大学的科学研究人员在2016年进行研究时,解码了一种比直泳虫门稍大的名为Intoshia linei的物种的基因组,这项研究促使他们提出了对最小的直泳虫门基因组进行研究的想法。当时,它是多细胞生物中最小的基因组之一,圣彼得堡的科学研究者们预测,也许这意味着,较小的ntoshia variabili会有更小的基因组,此外,可以将它们进行比较,并了解更多关于这些神秘生物的进化过程。

这项研究得到了俄罗斯科学基金会(编号19-74-10013)和俄罗斯基础研究基金会(编号19-04-00218)的资助。主要的问题是,直泳虫门的发展是否符合寄生生物进化的基本设定,即随着时间的推移,不仅在形态上变小和简化,而且还会消除基因组中的“额外”片段?为了找到答案,科研人员去了学校的海洋生物站:正是在这里,人们首次发现并描述了在巴伦支海仍然存在的变形虫物种Intoshia variabili。在实验室里培育这些寄生虫是相当困难的,所以生物学家们必须在野外采集它们,而且它们数量非常少。然后将这些样本带回彼得堡的圣彼得堡国立大学科技园基地,在那里对其进行分子研究。

结果发现,我们研究的直泳虫门最小成员的基因组包含的基因数量是多细胞有机体正常功能的最低值。目前,这是所有多细胞基因组中最小的一个。

圣彼得堡国立大学生物科学副博士,高级研究员娜塔莉亚·邦达连科

“它的尺寸是1530万碱基对,基因的数量是5120,而且其中的一半是所谓的孤儿基因,即它们不属于任何其他已知的基因组。它们正是直泳虫门的独特所在。我们将继续进行这个方向的研究,去了解这些基因究竟是什么,它们是如何在基因组中作用的。”圣彼得堡国大学生物科学副博士,高级研究员娜塔莉亚·邦达连科说道。

此外,圣彼得堡国立大学的科研人员还发现了遗传证据,证明这些直泳虫门属于一种特定的动物——它们原来是环节动物,或者说是环节软体虫。有趣的是,娜塔莉亚·邦达连科指出,环节动物中没有真正的组织内寄生虫,直泳虫门是一个独特的例外。此外,生物学家指出,发现一个具有如此小基因组的生物体是超好的运气,因为它可以方便地用作各种研究的模型对象。

“直泳虫门本身并不像研究寄生性进化的一般生物学问题那样有趣:在不同的动物群体中,简化是如何发生的,不同的之处在哪里,为什么它们以不同的方式来进行同一类事务。新的数据使我们能够朝着任何方向前进,例如,单独研究神经系统的进化以及其他许多方面。”娜塔莉娅·邦达连科解释讲道。