Геном морского огурца указывает на гены для регенерации тканей

Новое высококачественное секвенирование генома морского огурца раскрывает молекулярные основы его способности к регенерации. Исследование опубликовано 12 октября в журнале PLOS Biology.

Морские огурцы — класс иглокожих, к которым также относятся морские ежи и звёзды. Они уникальны среди иглокожих отсутствием твёрдого кальциевого экзоскелета и способностью к обширной регенерации повреждённых или утраченных частей тела и внутренних органов.

Для изучения генетических основ этих особенностей авторы провели высококачественное секвенирование генома морского огурца Apostichopus japonicus (японского морского огурца), охватив около 92% его предполагаемого генома размером 880 мегабаз, включая более 30 000 генов.

Ключевые выводы:

  • Эволюция: Сравнение геномов показало, что иглокожие отделились от полухордовых около 533 млн лет назад, а морские огурцы — от других классов иглокожих около 479 млн лет назад.
  • Скелет: В то время как геном морского ежа включает 31 ген биоминерализации (критичен для формирования кальциевого скелета), у морского огурца таких генов всего семь. Эти гены также экспрессируются на гораздо более низком уровне, что объясняет более мягкое тело.
  • Регенерация: В качестве защиты морские огурцы могут выбрасывать внутренности, которые затем регенерируют за несколько недель. Обнаружены две группы генов, связанных с этим процессом:
    1. PSP94-подобные гены — дуплицированы и специфично экспрессируются в регенерирующем кишечнике. Аналогов у других иглокожих нет.
    2. Фибриноген-родственные белки — также дуплицированы и высоко экспрессируются во время регенерации.

"Морской огурец — особенно перспективное модельное животное для регенеративной медицины", — отмечают авторы. Доступность его генома поможет изучить биологию регенерации и определить, могут ли открытия в этой области быть применены в медицине человека. Результаты также будут полезны для устойчивого использования и эффективного разведения морских огурцов в пищевой промышленности и традиционной китайской медицине.