_ Progrese în înțelegerea evoluția pierderii stomacului la peștii agastrici

Ființele vii pot evolua spre a pierde structurile biologice datorită potențialelor beneficii de supraviețuire în urma unor astfel de pierderi. De exemplu, anumite grupe de pești cu aripioare raze prezintă o astfel de evoluție regresivă - medacas, peștii, puffera și wrașurile nu au stomac în tractul gastrointestinal, făcându-i pești agastrici sau fără stomac. Cu toate acestea, mecanismele evolutive specifice care stau la baza evoluției peștilor agastrici rămân neclare.

Studiile despre Slc26a9 — un transportor molecular extrem de exprimat în stomacul multor specii — la pești au oferit indiciul inițial. Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Tokyo (Tokyo Tech), Colegiul de Medicină al Clinicii Mayo și Institutul de Cercetare a Atmosferei și Oceanului, Universitatea din Tokyo au descoperit că gena slc26a9 a fost absentă la mulți pești cu aripioare raze agastrici, dar prezentă la mulți pești cu aripioare gastrice. pești.

Aceste descoperiri i-au determinat să se gândească dacă mai multe gene necesare pentru funcția gastrică erau absente la peștii agastrici. Ar putea astfel de pierderi convergente de gene să dea seama de pierderea stomacului la peștii agastrici?

O echipă de oameni de știință din Japonia și SUA, condusă de profesorul asociat Akira Kato de la Tokyo Tech, a încercat să răspundă la această întrebare. Kato explică: „Am comparat pierderile de gene între peștii cu aripioare agastrici și gastrice și am identificat gene suplimentare co-șterse la peștii agastrici.”

În consecință, cercetătorii au identificat câteva gene necesare pentru funcțiile gastrice care sunt co- șters sau pseudogenizat (inactivarea genei prin mutații care au ca rezultat pseudogene) la peștii agastrici în comparație cu peștii gastrici, și anume slc26a9, kcne2, cldn18a și vsig1. Descoperirile lor sunt publicate în Communications Biology.

Concret, au identificat patru deleții de gene — slc26a9, kcne2, cldn18a și vsig1 — care au ca rezultat o reducere sau pierdere a structurii stomacului la peștii cu aripioare raze prin analize genomice comparative. (un set de experimente pentru compararea asemănărilor și diferențelor dintre diferite genomuri).

Nu este surprinzător, fiecare dintre aceste patru gene codifică funcțiile gastrice esențiale. codurile slc26a9 pentru transportorul canalului ionic de clor. kcne2 codifică o subunitate de reglementare a canalului ionic de potasiu. Funcțiile slc26a9 și kcne2 sunt, prin urmare, esențiale pentru secrețiile de acizi gastrici, cum ar fi acidul clorhidric. cldn18a codifică în mod similar pentru o barieră care protejează celulele gastrice de deteriorarea indusă de acid de la ionii de hidrogen, în timp ce vsig1 codifică pentru controlul dezvoltării stomacului.

În plus, cercetătorii au descoperit că mamiferele care depun ouă agastrice, cum ar fi echidna și ornitorinci au, de asemenea, kcne2 și vsig1 șterse sau pseudogenizate. Mai mult, cercetătorii au descoperit că cldn18, dacă este prezent în peștii osoși agastrici, este mutat în comparație cu peștii gastrici. Toate aceste constatări indică faptul că pierderile de gene corelate cu pierderea stomacului reprezintă o convergență genotipică.

În plus, ei au observat că peștele gastric, spinicul, exprima kcne2, pga, pgc, vsig1 și cldn18a în alte organe decât stomacul, indicând alte funcții ale genelor decât cele gastrice. Ei au dedus că peștii agastrici ar putea poseda alte gene pentru a compensa astfel de funcții ale genelor, facilitând pierderile de gene observate.

Kato conchide: „Am identificat gene noi absente la peștii agastrici printre patru linii majore de pești osoși, ceea ce sugerează un scenariu de evoluție convergent în contextul pierderii stomacului, prin urmare, constatările noastre implică faptul că o casetă similară de pierderi de gene a avut loc independent în timpul sau după pierderea stomacului în mai multe grupuri de pești agastrici.”

(Fluierul)