จีโนมของSapria himalayanaนั้นเต็มไปด้วยการสูญเสียและการขโมยยีน
เกือบทั้งชีวิต พืชในสกุล สล็อตเครดิตฟรี Sapriaแทบไม่มีอะไรเลย — ริบบิ้นเซลล์กาฝากบางๆ ที่คดเคี้ยวภายในเถาวัลย์ในป่าฝนในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ พวกมันจะมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อพวกมันขยายพันธุ์ โดยพุ่งออกจากโฮสต์เป็นดอกไม้ขนาดจานอาหารค่ำที่มีกลิ่นเหมือนเนื้อเน่าเปื่อย
ตอนนี้ งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับหนังสือคำสั่งทางพันธุกรรมของพืชหายากนี้เผยให้เห็นความยาวที่มันได้กลายเป็นปรสิตเฉพาะทาง ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 22 มกราคมในCurrent Biologyชี้ให้เห็นว่าอย่างน้อยหนึ่งสายพันธุ์ของSapriaได้สูญเสียยีนเกือบครึ่งที่พบในพืชดอกอื่นๆ และขโมยยีนอื่นๆ อีกจำนวนมากจากโฮสต์โดยตรง
พันธุศาสตร์ rewired ของพืชสะท้อนชีววิทยาที่แปลกประหลาดของมัน Sapriaและญาติในตระกูล Rafflesiaceae ได้ทิ้งลำต้น ราก และเนื้อเยื่อสังเคราะห์แสงของพวกมัน
“ถ้าคุณอยู่ในป่าในเกาะบอร์เนียวและ [พืช] เหล่านี้ไม่ได้ผลิตดอกไม้ คุณจะไม่มีวันรู้ว่าพวกมันอยู่ที่นั่น” ชาร์ลส์ เดวิส นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว
เป็นเวลาหลายปีที่ Davis ได้ศึกษาวิวัฒนาการของกลุ่มปรสิตนอกโลกกลุ่มนี้ ซึ่งรวมถึงดอกไม้ที่ใหญ่ที่สุดในโลกRafflesia arnoldii ( SN: 1/10/07 ) เมื่อข้อมูลทางพันธุกรรมบางอย่างแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างปรสิตเหล่านี้กับโฮสต์ของเถาวัลย์ Davis สงสัยว่าการถ่ายโอนยีนในแนวนอน นั่นคือสิ่งที่ยีนย้ายโดยตรงจากสายพันธุ์หนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่ง – ในกรณีนี้จากโฮสต์ไปยังปรสิต แต่ยังไม่มีใครถอดรหัสจีโนม ซึ่งเป็นหนังสือคำแนะนำทางพันธุกรรมฉบับสมบูรณ์สำหรับพืชเหล่านี้
ดังนั้นเดวิสและทีมของเขาจึงจัดลำดับจีโนมของ Sapria himalayanaหลายล้านชิ้นประกอบเป็นภาพที่เชื่อมโยงกัน เมื่อทีมวิเคราะห์จีโนม พวกเขาพบว่ามีสิ่งแปลกประหลาดมากมาย
ประมาณร้อยละ 44 ของยีนที่พบในพืชดอกส่วนใหญ่หายไปในS. himalayana กระนั้น ในเวลาเดียวกัน จีโนมมีความยาวประมาณ 55,000 ยีน มากกว่ายีนอื่นๆ ที่ไม่ใช่ปรสิต ทีมพบว่าการนับนั้นพองด้วย DNA ที่ทำซ้ำหลายส่วน
การสูญเสียคลอโรฟิลล์รงควัตถุที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นเรื่องปกติในพืชกาฝากที่ต้องอาศัยพืชอาศัยในการยังชีพ แต่ ดูเหมือนว่า S. himalayana จะกำจัด แม้กระทั่งเศษพันธุกรรมของคลอโรพลาสต์ซึ่งเป็นโครงสร้างเซลล์ที่มีการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้น
คลอโรพลาสต์มีจีโนมของตัวเอง
แตกต่างจากจีโนมนิวเคลียร์ที่ควบคุมเซลล์ของพืชและไมโตคอนเดรียที่ผลิตพลังงานให้กับเซลล์ ดูเหมือนว่า S. himalayanaจะสูญเสียจีโนมนี้ไปโดยสิ้นเชิง บ่งบอกว่าพืชได้ชำระล้างสิ่งที่เหลืออยู่ในบรรพบุรุษซึ่งปล่อยให้มันทำอาหารได้เอง
เดวิสกล่าวว่า “ไม่มีกรณีอื่น” ของจีโนมคลอโรพลาสต์ที่ถูกละทิ้งในพืช งานก่อนหน้านี้โดยนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้แนะนำว่าจีโนมอาจหายไป “งานของเรายืนยันอย่างชัดเจนว่ามันหายไปแล้ว” เขากล่าว โดยสังเกตว่าแม้แต่ยีนใน จีโนมนิวเคลียร์ของ S. himalayanaที่จะควบคุมส่วนประกอบของจีโนมคลอโรพลาสต์ก็หายไป
อาจยังเร็วเกินไปที่จะประกาศว่าจีโนมของคลอโรพลาสต์หายไปอย่างสมบูรณ์ในการดำเนินการ เตือน Alex Twyford นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยนี้ เขากล่าวว่าอาจเป็นเรื่องยากที่จะพิสูจน์ให้แน่ชัดว่าจีโนมหายไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคลอโรพลาสต์ “ผิดปกติในโครงสร้างหรือความอุดมสมบูรณ์” ดังนั้นจึงยากที่จะระบุ
ในบรรดาส่วนที่เหลือของจีโนมนิวเคลียร์ ทีมงานยังพบว่ามากกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของ จีโนมของ S. himalayanaมาจากยีนที่ขโมยมาจากพืชชนิดอื่น ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเป็นโฮสต์ในปัจจุบันและมาจากบรรพบุรุษ
ขนาดที่เป็นไปได้ของจีโนมที่หายไปและปริมาตรของบิตการทำซ้ำของ DNA นั้น “บ้าไปแล้ว” Arjan Banerjee นักชีววิทยาจาก University of Toronto Mississauga ก็ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้เช่นกัน “ระดับอุตสาหกรรม” ของการขโมยยีนของโรงงานก็น่าประทับใจเช่นกัน เขากล่าว
ทิม แซคตัน ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่ฮาร์วาร์ดกล่าวว่ายังมีองค์ประกอบแปลก ๆ อีกมากที่ยังหลงเหลืออยู่ใน จีโนมของเทือกเขา หิมาลัย ตัวอย่างเช่น พืชได้ขยายจีโนมของมันด้วย DNA ภายนอก ในขณะที่ปรสิตส่วนใหญ่ปรับปรุงจีโนมของพวกมัน “มีบางอย่างที่แปลกและแตกต่างเกิดขึ้นในสายพันธุ์นี้” เขากล่าว พร้อมเสริมว่าชิ้นส่วนดีเอ็นเอจำนวนมากที่พืชกาฝากขโมยมาจากโฮสต์ของมันดูเหมือนจะไม่ได้เข้ารหัสยีนใดๆ และมีแนวโน้มว่าจะไม่ทำอะไรที่สำคัญ
การค้นพบครั้งใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงระดับความมุ่งมั่นของS. himalayanaและญาติของ S. himalayana ในการพัฒนาวิถีชีวิตแบบปรสิต และให้การเปรียบเทียบกับปรสิตพืชชนิดรุนแรงอื่นๆ ( SN: 7/31/20 ) และสำหรับเดวิส พืชอย่างS. himalayanaสามารถช่วยนักวิจัยกำหนดขีดจำกัดของชีววิทยาได้ พืชเหล่านี้สูญเสียยีนไปครึ่งหนึ่ง แต่พวกมันก็ยังอยู่รอดได้ เขากล่าว “บางทีสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่ขยายขอบเขตของการดำรงอยู่บอกเราบางอย่างเกี่ยวกับกฎที่สามารถโค้งงอได้ไกลแค่ไหนก่อนที่จะถูกทำลาย” สล็อตเครดิตฟรี
