#protopterus aethiopicus

[inbarfink]

[bestanimal]

Round 2 - Chordata - Dipnoi

(Sources - 1, 2, 3, 4)

Dipnoi is a class of Sarcopterygiian fish commonly called “lungfish”. While widely distributed since the Early Devonian, today only 6 species remain. They are the closest living relatives to tetrapods (amphibians, reptiles, and mammals).

Like other Sarcopterygiians, lungfish have lobed, bony fins and a well-developed internal skeleton. True to their name, they have a highly specialized respiratory system which includes lungs, subdivided into numerous smaller air sacs. Most extant lungfish species have two lungs, with the exception of the Australian Lungfish (Neoceratodus forsteri), which has only one. The Australian Lungfish can breathe through its gills without needing air from its lung, but in all other species the gills are too atrophied to allow for adequate gas exchange. Lungfish have unique dentition, bearing fan-shaped tooth plates called odontodes, which are used to crush hard shelled organisms. Some groups have ridges on these tooth plates that form occluding blades. They are omnivorous, feeding on fish, insects, crustaceans, worms, mollusks, amphibians, and plant matter. African and South American Lungfish are capable of surviving seasonal drying-out of their habitats by burrowing into mud and estivating throughout the dry season.

(own work)

Propaganda under the cut:

The Australian Lungfish has existed in Australia for at least 100 million years, making it a true living fossil and one of the oldest living vertebrate genera on the planet. It is the most primitive surviving member of the ancient Dipnoi lineages.

The Marbled Lungfish's (Protopterus aethiopicus) genome contains 133 billion base pairs, making it the largest known genome of any vertebrate. The only organisms known to have more base pairs are the amoeboid Polychaos dubium and the flowering plant Paris japonica at 670 billion (possibly) and 150 billion, respectively.

The Spotted Lungfish (Protopterus dolloi) can aestivate on land by surrounding itself in a layer of dried mucus.

An Australian Lungfish named “Granddad” at the Shedd Aquarium in Chicago lived to be 109 years old, before he had to be euthanized due to an age-related decline in health. The current oldest Australian Lungfish is now “Methuselah”, who lives at the California Academy of Sciences, and is around 100 years old. Methuselah has been described as "mellow" by her keeper. She is also noted to like belly rubs, back rubs, and fresh figs.

Australian Lungfish are one of the cutest animals on the planet and I want a life-sized plushie/body pillow of one

[i-give-you-a-fish]

greetings, may i have the weirdest freshwater fish in your arsenal

Bam! Here you are, the freshest water freak i got

Most jawed fish are classified as ray-finned fish. However, these guys and Ceolocanths are the only remaining lobe-finned fish.

Another fun fact! Tiktaalik, also known as Grandpa, also known as one of the first fish to escape the sea, was classified as a lobe-finned fish. As were its descendants. So by purely taxonomic classification, YOU are a lobe-finned fish. Congratulations :D

Anyway, enough science lesson. Onto the feeesh

You get a Marbled Lungfish

Protopterus aethiopicus

[bethanythebogwitch]

Wet Beast Wednesday: lungfish

It's time for a family reunion featuring a very, very distant cousin (about 420 million years distant) you may have never met before. Today's Wet Beast Wednesday topic is about one of the last lobe-finned fish. Sort of. You see, all tetrapods, including yourself, are lobe-finned fish whose ancestors decided to leave the water and ended up becoming the first reptiles, amphibians, and mammals over the course of millions of years. Of the lobe-finned fish who stayed in the water, only two lineages have survived to the modern day: the coelacanths and the lungfish. I covered the coelacanth in a previous WBW, so now I'll look at lungfish too.

(Image: the West African lungfish Protopterus annectens lying on sand in an aquarium. It is a long, cylindrical, eel-like fish with wispy, noodle-like pectoral and pelvic fins. Its dorsal fin runs down the back and connects with the tail fin. Its head is rounded, with a short, blunt snout. Its body is brown with darker spots. End ID)

The lungfish are members of the class Dipnoi and there are 6 living species across three families: the Australian lungfish of family Neoceratodontidae, the South American lungfish of family Lepidosirenidae, and 4 species of African lungfish in family Protopteridae. They all share some common features, including a long, heavy, and cylindrical body, unique teeth, and lungs. The Australian lungfish has a single lung while all the others have two. The lungs allow them to breathe air. While there are other air-breathing fish around, they use a modified swim bladder as a lung that is a simple sac. The lungs of lungfish are still modified swim bladders, but they are divided into multiple changers that vastly increases the surface area available for gas exchange. This is far closer in structure to the lungs of tetrapods and represents an early stage in the evolution of lungs. Lungfish also have gills, but they are small and insufficient at providing all the oxygen the fish needs, forcing them to breathe air. The exception to this is the Australian lungfish, which has more developed gills and doesn't need to breathe air. Lungfish have unique teeth that from plates used to crush through hard-shelled prey. Lungfish are non-selective omnivores. Their digestive tracts are simple and lack true stomachs. Instead, the intestine contains a corkscrew-shaped section called a spiral valve that increases the surface area for nutrient absorption. Most species have very small, threadlike pelvic and pectoral fins. All living species are freshwater fish.

(Image: a marbled lungfish Protopterus aethiopicus. It has a similar body plan to the above picture, but its body is pale yellow color covered with large, grey spots. It is poking its snout into rocky sediment. End ID)

The Australian lungfish (Neoceratodus forsteri) or barramunda is the most primitive lungfish species and has changed very little in the past 100 million years. It is native to streams and pools in the Burnett and Mary river systems of Queensland, but has been introduced to other rivers. They are notable for having more robust bodies and more developed pectoral and pelvic fins than the other lungfish species. Their air breathing supplements their gills and allows them to survive dry seasons where their pools often become shallow and hypoxic. This gives the lungfish the ability to thrive in pools other animals struggle in. Unlike other lungfish, the barramunda cannot survive dry season on land. They can survive for several days out of the water as long as they stay wet, but will die if on land too long. Aussie lungfish are nocturnal and primarily carnivorous, feeding on frogs, fish, and various invertebrates, occasionally supplementing its diet with plants and algae. They can grow up to 150 cm (4.9 ft) and 43 kg (95 lbs) though most are smaller.

(image: an Australian lungfish lying on sand. It has a broader and more robust body than the other species, with more prominent scales. its body is a brown color. End ID)

Barramundas mate in spring and summer. They have an elaborate courtship ritual that occurs in three stages. In the first stage, they will swim in circles near aquatic plants while breathing more loudly than usual. In the second stage, one or more males will follow a female while nudging her with his snout. Sometimes the males will wave bits of plants around with their mouths. During the third stage, the female and her chosen mate enter plant patches to mate. The pair will lay on their sides or entwine themselves with each other. The female lays her eggs on plants and the male fertilizes them as they come out. They provide no parental care. The eggs hatch after a few weeks into larvae that look a lot like tadpoles but with internal gills. They develop slowly and eat plankton, small worms, and algae. It can take up to 20 years for a lungfish to reach sexual maturity and they can live for a very long time. The oldest aquarium fish on record was an Australian lungfish named Granddad, who died at 109. The oldest living aquarium fish is another Aussie lungfish named Methuselah who is estimated to be 93. She lives in the Steinhart Aquarium at the California Academy of Sciences. We stan a golden girl.

(image: Methuselah in her open-topped tank. An aquarium worker is inspecting her. One had is under her chin while the other is laying on top of her back. End ID)

The four species of African lungfish are very eel-like in appearance, much more slender than the Australian lungfish, with less prominent scales. Of them, not much is known about the gilled lungfish (Protopterus amphibius) or the spotted lungfish (Protopterus dolloi), though the gilled lungfish is the smallest, reaching only about 44 cm (17 in). The marbled lungfish (Protopterus aethiopicus) has grey to light pink skin covered with dark splotches, giving them a leopard-like pattern that helps them camouflage against light coming into the water. They likely primarily use their gills for respiration, with air-breathing being used as a supplement. The marbled lungfish has the largest genome of any animal and the 4th largest of any organism, with 133 billion base pairs. The marbled lungfish can get up to 2 m (6.6 ft) long. The most well-studied African lungfish is the West African lungfish (Protopterus annectens). They have a unique ability to use their pelvic fins to lift their bodies and walk around on the substrate. They can only do this when submerged, being too heavy to walk on land. They will still move over land though, wriggling between pools. It can reach up to 1 m (3.3 ft) long.

(Image: a spotted lungfish in a tank. It looks very similar to the West African lungfish, but with dark spots. End ID)

(Image: a gilled lungfish. It has the same body plan as the other African species, but is smaller and its body is a yellowish color, with dark speckles. End ID)

Traits all African Lungfish share is their method of reproduction and their ability to survive dry periods. During mating season, the male will make a nest for the female to lay her eggs in. After laying, the female leaves and the male will remain to guard the nest. He will continue to do so after the eggs hatch. Larval lungfish look like tadpoles, complete with external gills. They feed on worms, plankton, and algae as they grow. Once the larvae develop to the point of losing their external gills and growing internal ones, the father will leave them to fend for themselves. The process can take several months. All African lungfish have the ability to survive drought.. When their streams and ponds dry up, the lungfish can burrow into the mud and secrete a cocoon of mucus around themselves, including into their mouths. The mucus entering the mouth allows them to keep their gills wet. The cocoon will harden and the lungfish will enter a state called aestivation, which is similar to hibernation. During this period, metabolic activity drops considerably and the lungfish switches from producing ammonia as waste to the less toxic urea. Lungfish can survive for years in this state, only to emerge once the rains come back and their habitats are flooded again. There are stories of people cutting up dried mud to use as building material, only for lungfish to start crawling out of their walls once it rains.

(image: a CGI model of a lungfish in its cocoon. It is buried in dirt in a cavity with a tunnel leading to the surface. The lungfish is in the cavity and wrapped around itself with its head facing up. It is surrounded by slimy mucus. End ID. Source unknown)

Despite having a very wide distribution consisting of the Amazon, Paraguay, and lower Paraná river basins, very little is known about the South American lungfish (Lepidosiren paradoxa). It is more closely related to the African lungfishes than the Australian lungfish. It appears that the anatomy and lifestyle of the South American Lungfish is very similar to that of its African relatives, to the point some taxonomists have suggested both groups should be in the same family.

(image: a South American lungfish swimming. It looks very similar to the African species, but with yellowish spots around its head. End ID)

The Australian lungfish is classified as endangered by the IUCN, while the other species are all classified as least concern. The Australian Lungfish is threatened by damming and changes to the rivers it lives in, as well as the non-native Mozambique tilapia. The larger African species and the South American lungfish are fished in their range to be used as food, though apparently not to the extent that it is significantly harming their population. That being said, lungfish are slow-growing animals that can take a long time to reach sexual maturity. Species like that have a harder time repopulating after a population loss.

Once again I have an excuse to use one of these cards. (Image: the Weird n' Wild Creatures card for the West African Lungfish, featuring a drawing of the animal on a green background and various facts printed around the card. End ID)

[meret118]

Tmesipteris oblanceolata, a fern, has a genome five times larger than the human one. It is the largest yet observed in nature, reports Nature, and its 160 billion base pairs "raises questions as to how the plant manages its genetic material."

. . .

ETA: The marbled lungfish, Protopterus aethiopicus, has the largest animal genome—thirty billion base pairs less than this fern.

[fishotd]

fish of the day (day 25): Marbled Lungfish (Protopterus aethiopicus)

One of four species of lungfish in Africa. It has the largest genome of any animal and one of the largest of any organism! Many people like to catch and eat them (I want to try them i wonder if they taste good). It can grow up to 2 meters long!! this fish is bigger than you! Babies have external gills like newts (or like South American lungfish). It is found in many areas in Eastern and Central Africa. Like the South American lungfish, they are able to live in habitats that don't always get rain because they can burrow and breathe air through a hole in the ground.

[aticketplz]

エチオピクスも入っていた！

前いたでっっかい子(エチオくん)思い出すね

腕、なげ〜〜〜笑

@竹島水族館

[sitting-on-me-bum]

The Marbled African Lungfish (Protopterus aethiopicus) breathes air, “walks” underwater with its fins, and can grow nearly six feet long!

© Solomon David

[all-my-friends-were-glorious]

[ Closed Starter For @southxparkxafterxdark​ || Ike ]

[ Firkle ]

The sounds behind the door in that hotel room might have turned away a smarter man, a man that cared to keep his sensibilities sensible, but Firkle wasn’t a stranger to gore. Nor was he a stranger to Ike, his needs, and his peculiarities.

Firkle was quite peculiar, too.

The desk clerk had been told to give him a spare keycard, and he knew that he was likely expected to just come in... But he hesitated. Michael had gotten tired of that, hadn’t he? The silent way that Firkle did everything. If he’d chosen Pete, and Pete’s little mischief, then he clearly wanted loud. Loud was something that Firkle had never really been good at.

And Ike was eating, it would probably be better to give him a warning...

After a second, Ike’s phone went off, because Firkle didn’t know what else to do. He shifted uncomfortably from one foot to the other, then stood back a little more, taking a couple more steps back into the hallway. Either Ike would let him in, tell him to come in, or Firkle would sit by the door for a few hours and wait.

[ Text To: Protopterus Aethiopicus💙🦷 ] I’m here. Wanted to let you know.

[bathypelagicbutch]

thinking abt her (Protopterus aethiopicus)

[flamm-arts]

First day of Mermay! (A day late, but at least I managed to finish it.) I'm following @albabbgg 's prompt list. The prompt was "Ambar Nile Mermaid", and the design of this mermaid is inspired by the Marbled Lungfish (Protopterus aethiopicus)

[gaetaniu]

I ricercatori risolvono il puzzle della transizione acqua-terra dei vertebrati

I ricercatori risolvono il puzzle della transizione acqua-terra dei vertebrati

Protopterus aethiopicus. La transizione acqua-terra è un salto nella storia dell’evoluzione dei vertebrati e una delle questioni scientifiche più importanti nell’evoluzione dei vertebrati. Studi precedenti hanno dimostrato che lo sbarco dei vertebrati è avvenuto nei pesci ossei. Un team guidato dall’Istituto di Zoologia di Kunming dell’Accademia Cinese delle Scienze, in collaborazione con…

[geneticsoftheimpossible]

В поисках внутреннего банана

В 2002 году уэльский генетик Стив Джонс (Steve Jones) произнёс фразу, которая даже 15 лет спустя позволяет журналистам публиковать статьи наподобии «10 фактов о генетике, которые научат вашего ребёнка безжалостно ставить в тупик учителя биологии». Отвечая на вопрос, следует ли из 96-процентного сходства ДНК шимпанзе и человека, что мы — на 96% шимпанзе, ученый сказал:

«У людей и у бананов около 50% общей ДНК, и это не делает нас наполовину бананами».

Авторы бизнес-книжек любят перечислять успешные стратегии публичного выступления: задайте риторический вопрос («Где карта, Билли?»), покажите эффектную фотографию (не забудьте про возрастной ценз), начните с уместной шутки.

Одну из своих лекций я собиралась начать с сообщения о том, что половина сидящих в этой аудитории — бананы. Но ни один приличный человек просто не может сказать «50% общей ДНК» в публичном месте, не перепроверив, сколько там процентов на самом деле.

Довольно быстро стало понятно, что Гугл охотно снабжает всех желающих деталями биографии профессора Джонса, но запись выступления на радио, во время которого он и произнёс знаменитую фразу, больше недоступна онлайн.

Более того, выяснилось, что с тех пор большая международная группа учёных, при поддержке — я не шучу! — Глобального Консорциума по Геномике Бананов, полностью расшифровала геном банана, так что реальное значение действительно может быть не ровно 50%, а, например, 49% или 53%.

Теперь вопрос о том, насколько человек и банан похожи, не даёт мне покоя, так что недавно я написала им письмо: «Дорогие коллеги, нам очень нужно выяснить, каков на самом деле процент общей ДНК у человека и банана?»

«Well the short answer is that I do not know the answer. Tell me the truth», ответил в тот же вечер профессор Стив Джонс, и теперь мы вместе ждём ответа от Глобального Консорциума.

Ни 50%, ни 49% одинакового генетического кода, конечно же, не делает нас наполовину бананами, как и бананы — наполовину людьми.

На практике нужно понимать вот что.

В геноме есть участки т.н. «некодирующей» или «мусорной» ДНК, которые не кодируют последовательность белков.

Часто эти участки довольно большие, поэтому размер генома не коррелирует с количеством генов; например, у красного огненного муравья (Solenopsis invicta) и тополя (Populus trichocarpa) одинаковый размер генома, но у дерева в 4.4 раза больше генов, чем у насекомого.

Точно так же размер генома не коррелирует со сложностью живого организма; например, геном рыбы мраморного протоптера (Protopterus aethiopicus) почти в 40 раз больше, чем геном человека.

Несмотря на все различия, часто количество генов у разных видов варьирует незначительно (и многие из них почти идентичны); например, разница между двумя видами дрожжей Schizosaccharomyces pombe и Saccharomyces cerevisiae больше, чем между человеком, мышью и червём Caenorhabditis elegans.

P.S. Оказывается, сторонники теории разумного замысла тоже с нежностью относятся к бананам. Христианский священник и проповедник Рэй Комфорт (Ray Comfort), например, считает банан кошмаром атеиста и доказательством существования бога — вот что значит дружественный интерфейс и многофункциональная биоразлагаемая шкурка.

[2ipneo]

Сколько мусора в нашей ДНК?

http://ipneo.info

Геном рыбы фугу примерно в 8 раз меньше, чем геном человека, и в 330 раз меньше, чем геном двоякодышащей рыбы протоптер. Какие “призраки” живут на “кладбищах геномов”, и сколько мусора в нашей с вами ДНК?

Известный молекулярный биолог Дэвид Пенни из Центра молекулярной экологии и эволюции Аллена Вилсона в новозеландском Университете Массей как-то сказал: “Я бы весьма гордился работой в группе, которая разработала геном кишечной палочки. Однако я бы никогда не признался, что участвовал в проектировании генома человека. Ни в одном университете этот проект не смогли бы настолько испортить”. Тема о количестве мусора в нашей ДНК - одна из самых “горячих” тем в научном сообществе. Вокруг этого вопроса среди ученых разгораются настоящие словесные баталии.

Немного молекулярной генетики

Напомним, что в основе передачи наследственной информации лежит двухцепочечная молекула ДНК. Она представляет собой полимер из четырех типов мономеров (нуклеотидов): аденина (A), тимина (T), цитозина (С) и гуанина (G) - и уложена в хромосомы. У человека 23 пары расположенных в ядре хромосом (22 пары неполовых и одна пара половых). Они и составляют основу нашего генома (еще 37 генов содержат кольцевые ДНК митохондрий). Если бы мы взяли одну клетку человека, сшили весь диплоидный (парный) набор хромосом вместе и вытянули в нить, то получили бы молекулу длиной в 2 метра, состоящую из шести миллиардов пар оснований (нуклеотидов). Три миллиарда от папы и 3 - от мамы.

Наиболее изученный тип функциональных последовательностей ДНК - гены, кодирующие белки. С подобных генов считывается молекула РНК, которая затем играет роль матрицы для синтеза белков и определяет их аминокислотную последовательность. Кодирующая часть молекулы РНК может быть разделена на тройки нуклеотидов (кодоны), которые либо соответствуют некоторой аминокислоте, либо определяют место окончания синтеза белка (стоп-кодоны). Правило соответствия кодонов аминокислотам называется генетическим кодом. Например, кодон GCC кодирует аминокислоту аланин.

Померимся генами?

Когда-то думали, что у столь сложного организма, как человек, должно быть очень много генов. Когда проект “Геном человека” подходил к завершению, ученые даже устроили тотализатор: сколько генов будет обнаружено?

Вдвое умнее мух Идея тотализатора касательно числа человеческих генов пришла в голову доктору Эвану Бирни в баре при лаборатории в Колд-Спринг-Харбор незадолго до завершения проекта “Геном человека”. По мере приближения к финалу, с 2000 по 2002 год, ставки выросли с 1 доллара до 20. В результате банк разделили “на троих”: Пол Дир из Британского совета по медицинским исследованиям, который еще в 2000 году поставил на дату своего рождения - 27.04.1962 - 27 462, Ли Роуэн из Института системной биологии в Сиэтле - в 2001 году она поставила на число 25 947, и Оливер Джейлон из французской компании Genoscope (26 500). Когда главного победителя - доктора Дира - спросили, как ему удалось еще 3 года назад, когда все думали, что генов у человека не меньше 50 000, угадать число с такой точностью, он ответил: “Дело было в баре, глубокой ночью. Наблюдая за поведением пьющих людей, я подумал, что оно мало отличается от поведения мух-дрозофил, у которых 13 500 генов, а потому мне показалось, что удвоенного числа мушиных генов людям вполне достаточно”.

Каково же было их удивление, когда оказалось, что количество генов у человека и маленького круглого червя Caenorhabditis elegans примерно одинаковое. У червяка около 20 000 генов, а у нас - 20−25 тысяч.

Для “венца творения” факт довольно обидный, особенно если учесть, что существует много организмов как с бóльшим по размеру геномом (геном двоякодышащей рыбы протоптер, Protopterus aethiopicus, в 40 раз больше человеческого), так и с бóльшим количеством генов (у риса - 32−50 тысяч генов).

Но на самом деле у человека менее 2% генома кодируют какие-либо белки. Для чего же нужны остальные 98%? Может, там скрывается секрет нашей сложности? Оказалось, что существуют важные некодирующие участки ДНК. Например, это участки промоторов - последовательностей нуклеотидов, на которые садится фермент РНК-полимераза и откуда начинается синтез молекулы РНК. Это участки связывания транскрипционных факторов - белков, регулирующих работу генов. Это теломеры, защищающие концы хромосом, и центромеры, необходимые для правильного расхождения хромосом по разным полюсам клеток при делении. Известны некоторые регуляторные молекулы РНК (например, микроРНК, препятствующие синтезу белков соответствующих генов на матричной РНК - копии гена-исходника), а также молекулы РНК, входящие в состав важных ферментативных комплексов - например, рибосом, которые собирают из отдельных аминокислот белки, передвигаясь по матричной РНК. Есть и прочие примеры важных некодирующих участков ДНК.

Тем не менее бóльшая часть нашего генома напоминает пустыню: повторяющиеся последовательности, останки “мертвых” вирусов, которые когда-то давно встраивались в геномы наших предков; так называемые эгоистичные мобильные элементы - последовательности ДНК, способные перескакивать из одного участка генома в другой; различные псевдогены - нуклеотидные последовательности, утратившие способность кодировать белки в результате мутаций, но все еще сохранившие некоторые признаки генов. Это далеко не полный список “призраков”, обитающих на “кладбище генома”.

Существует точка зрения, что бóльшая часть генома человека нефункциональна. В 2004 году журнал Nature опубликовал статью, описывавшую мышей, из генома которых были вырезаны значительные фрагменты некодирующей ДНК размером в 0,8 и даже 1,5 млн нуклеотидов. Было показано, что эти мыши не отличаются от обычных строением тела, развитием, продолжительностью жизни или способностью оставлять потомство. Разумеется, какие-то отличия могли остаться незамеченными, но в целом это был серьезный аргумент в пользу существования “мусорной ДНК”, от которой можно избавиться без ��собых последствий. Конечно, было бы интересно вырезать не пару миллионов нуклеотидов, а миллиард, оставив только предсказанные последовательности генов и известные функциональные элементы. Удастся ли вывести подобную “минимальную мышь”, и сможет ли она нормально существовать? Может ли человек обойтись геномом длиной лишь в полметра? Возможно, когда-нибудь мы об этом узнаем. Тем временем еще 1 важный аргумент в пользу существования мусорной ДНК - наличие достаточно близких организмов с очень разными размерами геномов.

Геном рыбы фугу примерно в 8 раз меньше, чем геном человека (хотя генов в нем примерно столько же), и в 330 раз меньше, чем геном уже упомянутой рыбы протоптер. Если бы каждый нуклеотид в геноме был функционален, то непонятно, зачем луку геном в 5 раз больший, чем у нас?

На колоссальные различия в размерах геномов сходных организмов обратил внимание эволюционный биолог Сусуму Оно. Считается, что именно Оно ввел термин “мусорная ДНК” (junk DNA). Еще в 1972 году, задолго до того, как был прочитан геном человека, Оно высказал правдотакие представления как о количестве генов в геноме человека, так и о количестве “мусора” в нем. В своей статье “Столько мусорной ДНК в нашем геноме” он отмечает, что в геноме человека должно быть около 30 000 генов. Это число, на тот момент совсем не очевидное, оказалось удивительно близко к реальному, которое узнали десятки лет спустя. Кроме того, Оно приводит оценку функциональной доли генома (6%), объявляя более 90% генома человека мусором.

Находка или мусор? Вызов представлению о существовании мусорной ДНК бросил проект ENCODE - The Encyclopedia of DNA Elements, “Энциклопедия элементов ДНК” (первые его результаты опубликованы в журнале Nature в 2012 году). Получив многочисленные экспериментальные данные о том, какие части генома человека взаимодействуют с различными белками, участвуют в транскрипции - синтезе РНК-копий генов для последующей трансляции (синтеза белка из аминокислот на матрице информационной РНК) - или других биохимических процессах, авторы пришли к выводу, что более 80% генома человека так или иначе функциональны. Разумеется, данный тезис вызвал бурное обсуждение в научном сообществе.

Одна из наиболее ироничных статей, опубликованная Дэном Грауром, специалистом по молекулярной эволюционной биоинформатике, профессором Хьюстонского университета, и его коллегами в 2013 году в журнале Genome biology and evolution, называется так: “О бессмертии телевизоров: "функция” в геноме человека по лишенному эволюции Евангелию от ENCODE". Ее авторы отмечают, что отдельные члены консорциума ENCODE расходятся в том, какая часть генома функциональна. Так, 1 из них вскоре уточнил в журнале Genomicron, что речь идет ��е о 80% функциональных последовательностей в геноме, а о 40%, а другой (в статье в Scientific American) и вовсе снизил показатель до 20%, но при этом продолжал настаивать, что термин “мусорная ДНК” нужно устранить из лексикона.

По мнению авторов статьи “О бессмертии телевизоров”, члены консорциума ENCODE слишком вольно интерпретируют термин “функция”. Например, существуют белки, которые называют гистонами. Они могут связывать молекулу ДНК и помогают ей компактно укладываться. Гистоны могут подвергаться определенным химическим модификациям. Согласно ENCODE, предположительная функция одной из подобных модификаций гистонов - “предпочтение находиться в 5’-конце генов” (5’-конец - это конец гена, от которого движутся ферменты ДНК- и РНК-полимеразы при копировании ДНК или при транскрипции). “Примерно так же можно сказать, что функция Белого дома - занимать площадь земли по адресу 1600, Пенсильвания-авеню, Вашингтон, округ Колумбия”, - отмечают оппоненты.

Возникает проблема и с приписыванием функции участкам ДНК. Предположим, что к определенному участку ДНК способен прикрепляться важный для функционирования клетки белок, и поэтому ENCODE приписывает этому участку “функцию”. Например, некоторый транскрипционный фактор - белок, инициирующий синтез информационной (матричной) РНК - связывается со следующей последовательностью нуклеотидов: TATAAA. Рассмотрим две идентичные последовательности TATAAA в разных частях генома. После того как транскрипционный фактор связывается с первой последовательностью, начинается синтез молекулы РНК, служащей матрицей для синтеза другого важного белка. Мутации (замены любого из нуклеотидов) в этой последовательности приведут к тому, что РНК будет считываться плохо, белок не будет синтезирован, и это, скорее всего, негативно скажется на выживании организма. Поэтому правильная последовательность TATAAA будет поддерживаться в данном месте генома с помощью естественного отбора, и в этом случае уместно говорить о наличии у нее функции.

Каша ехала на котоцикле Иногда в СМИ можно услышать некорректную фразу “ген��тический код мутировал”. Но мутации происходят не в коде, а в молекуле ДНК (в геноме). В результате меняются нуклеотидные последовательности. Это можно сравнить с заменой буквы в слове. Например, фраза “Маша ехала на мотоцикле” превращается во фразу “Саша ехала на мотоцикле”, если одна буква М “мутировала” в букву С. Изменение генетического кода намного серьезней - это как изменение алфавита. Представим, что во всем тексте буква М внезапно превратилась в букву К. Теперь у нас “Каша ехала на котоцикле”. Понятно, что такие изменения ведут к значительным последствиям и поэтому в природе происходят крайне редко. Но происходят! Например, у некоторых инфузорий 1 из стоп-кодонов может кодировать аминокислоту глутамин. Но это скорее исключение, чем правило. У большинства организмов 1 и тот же генетический код: например, у человека, у червяка или огурца. А вот геномы у этих организмов различаются очень сильно. Тот же алфавит, но другой текст.

Другая последовательность TATAAA возникла в геноме по случайным причинам. Поскольку она идентична первой, с ней тоже связывается транскрипционный фактор. Но никакого гена рядом нет, поэтому связывание ни к чему не приводит. Если в этом участке возникнет мутация, ничего не изменится, организм не пострадает. В данном случае говорить о функции второго участка TATAAA нет смысла. Впрочем, может оказаться, что наличие в геноме большого количества последовательностей TATAAA вдали от генов нужно просто для того, чтобы связывать транскрипционный фактор и уменьшать его эффективную концентрацию. В таком случае отбор будет регулировать число подобных последовательностей в геноме.

Чтобы доказать, что некоторый участок ДНК функционален, недостаточно показать, что в этом участке происходит некий биологический процесс (например, связывание ДНК). Члены консорциума ENCODE пишут, что функцией обладают участки ДНК, которые вовлечены в транскрипцию. “Но почему нужно акцентировать внимание на том, что 74,7% генома транскрибируется, в то время как можно сказать, что 100% генома принимает участие в воспроизводимом биохимическом процессе - репликации!”, - снова шутит Граур.

[dreamzs338]

The Lungfish: A Fish Can Lives Without Water

The Lungfish: A Fish Can Lives Without Water

The lungfish, also known as “salamanderfish”, is a type of freshwater fish actually famous for its ability to live on land, without water, for months on end, and sometimes even years. The lungfish name suggests, the fish have a highly evolved respiratory system that can take oxygen straight from the air, similar of land animals do. However, few species of lungfish are quite used to breathing air…

[aticketplz]

同じ水槽にレピドシレンもいたらしくて、その光景がみたかったなぁと思いました

大丈夫なんだ

寺泊水族博物館