动物或植物吗?FISH标记揭示藻类基因水平转移到海蛞蝓染色体

很多时候我问自己为什么选择了科学这一职业。这种情况发生在我称之为“草更绿”的日子。在这些日子里,我梦想着其他类似的职业国家地理记者或加勒比导游——这听起来比科学家更令人兴奋。诚然,这些可选择的职业并不是很多人有特权获得的,但有时现实可以休假。幸运的是,科学是一个快速发展、不断变化的领域。尽管我偶尔会梦想着在遥远的地方找到一份异国的工作,但科学总是用一些新的、意想不到的东西把我拉回来。因为我们想知道的越多,真相就是我们知道的就越多。

图片来自:Pelletreau KN, Weber APM, Weber KL, Rumpho ME(2014)绿Elysia Kleptoplasty建立过程中的脂质积累。公共科学图书馆综合9(5):e97477。doi: 10.1371 / journal.pone.0097477
海蛞蝓爱丽霞chlorotica。图片来自Pelletreau K.N,et al。(2014)《公共科学图书馆•综合》9: e97477。

以点海蛞蝓为例。这些名字不幸、外表奇特的生物有一些令人惊讶的秘密。众所周知,某些草食性海蛞蝓(Sacoglossa)利用了一种叫做“kleptoplasty”的过程,在这个过程中,海藻的叶绿体被吞噬,隔离,并被蛞蝓的消化细胞利用。这些被捕获的质体被称为kleptoplasps,它们在蛞蝓细胞内进行光合作用一段时间,时间从几个小时到几个月不等,并为蛞蝓提供一些能量。你可以读到关于这个过程的评论在sacoc舌和海参中这篇文章参考译文:最近才为人所知的是,有一种海蛞蝓(爱丽霞chlorotica),与藻类的叶绿体保持联系(Vaucheria litorea),似乎已经从食物中获得了功能核基因。这些转移基因有助于维持质体在蛞蝓细胞内的功能。

在成虫和幼虫中都发现了编码叶绿体蛋白的藻类核基因的证据大肠chlorotica使用PCR和实时PCR检测(2-5),以及对成年蛞蝓RNA的转录组测序(6-7)。这些研究都发现藻类核基因从藻类转移到蛞蝓细胞中,整合到蛞蝓细胞生物学中,并向下一代传递,并在蛞蝓体内积极转录翻译。亚搏体育app怎么下载然而,当科学家进行基因组测序时大肠chlorotica卵带(未孵化的幼虫),他们没有发现任何藻类序列(8)。

面对这些相反的结果,一组科学家决定回答藻类基因是否存在的问题大肠Chlorotica基因组直接指向其源头——未孵化的染色体大肠Chlorotica幼虫。他们使用荧光原位杂交(FISH)来探测大肠Chlorotica藻类核基因的染色体prk。通过使用从未接触过藻类的未孵化幼虫,研究人员排除了任何来自藻类DNA序列外部来源的阳性结果的可能性。研究人员选择了prk有两个原因。第一,之前的研究已经发现了它在藻类之间水平转移的证据诉litorea大肠Chlorotica。第二,prk基因编码一种只在卡尔文循环中使用的蛋白质,在非光合作用生物体中没有已知的同源物。

用荧光显微镜观察结果表明,该荧光探针采用编码序列prk与未孵化的染色体结合的基因大肠Chlorotica幼虫。虽然作者不能肯定地说同一条染色体在每一次准备中都被标记,但是每次核扩散的标记从来没有出现在超过两条染色体上。

虽然FISH标记的结果在很长一段时间内都没有解决藻类和海蛞蝓之间是否发生了基因转移的问题,但仍有许多问题没有答案。其中最大的一个是基因转移机制。因为这是已知的两个多细胞物种之间的功能性基因转移的唯一例子,而且这种类型的转移是科学家设想基因治疗未来如何工作的核心,所以这种转移在海蛞蝓中发生的机制非常有趣。

这项研究是我选择科学的原因之一也是我永远不会跑去当导游的原因之一国家地理记者。科学永远不会枯燥,我们生活的这个世界仍有许多秘密有待揭示。

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凯利新郎

科学通信专家Promega公司
凯利是遗传学学士爱荷华州立大学在艾姆斯,IA。在来到Promega之前,她曾在圣地亚哥和麦迪逊的生物技术公司工作。凯莉和她的丈夫、儿子和女儿住在麦迪逊城外。她的爱好包括珠宝艺术、阅读、写作和编织。她是黑带,喜欢和女儿练习空手道,也喜欢徒步旅行、骑自行车和露营。

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