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A análise do genoma do seadragon oferece introspecções novas em seu locus do fenótipo e da sexo-determinação

Um estudo pelo prof. LIN Qiang do instituto do mar do Sul da China da oceanologia (SCSIO) da academia de ciências chinesa e de seus colaboradores de Singapura e de Alemanha levanta o véu nos olhares misteriosos dos seadragons, e derrama a luz em um locus da sexo-determinação compartilhado por seadragons e por pipefish do jacaré, ambos os membros da família do Syngnathidae.

Este estudo foi publicado em avanços da ciência o 18 de agosto.

Neste estudo, os pesquisadores geraram os conjuntos de alta qualidade, do cromossoma-nível do genoma para um seadragon comum do homem e da fêmea (taeniolatus de Phyllopteryx), e um homem e um pipefish fêmea do jacaré (biaculeatus de Syngnathoides), a fim responder a perguntas sobre mecanismos do fenótipo e da sexo-determinação.

Seadragons, com seu corpo dragão-dado forma, folha-como anexos e a coloração brilhante, é exemplos típicos dos formulários infinitos de Darwin “os mais bonitos.” Como outros membros do Syngnathidae da família, os seadragons faltam aletas pélvicas e escalas, e a característica “gravidez masculina,” isto é, homens incuba ovos fertilizados até o termo. Além, faltam os dentes orais e pharyngeal, um traço conhecido como o edentulism.

Os estudos precedentes pelo grupo de LIN supor que a perda de uma maioria de genes cálcio-obrigatórios secretory do phosphoprotein de P/Q-rich (SCPP) pôde ser responsável para o edentulism nestes peixes. Nestes estudos, os pesquisadores bateram para fora um gene de P/Q-rich SCPP, scpp5, nos zebrafish. Este gene pseudogenized em toda a espécie do syngnathid. Os mutantes de Zebrafish para scpp5-/- foram encontrados para exibir uma redução marcada no número de dentes pharyngeal com os dentes restantes que parecem apoio bruta deformado, de empréstimo à hipótese que a perda de scpp5 contribuído pelo menos em parte à perda de dentes nos syngnathids.

De acordo com o prof. LIN, as análises detalhadas dos genomas e dos transcriptomes dos peixes envolvidos na pesquisa actual, em combinação com a pesquisa precedente dos zebrafish dos cientistas, “descobriram diversos resultados interessantes sobre a base genética de seu fenótipo especializado.”

Em termos do fenótipo, folha-como anexos dos seadragons são as inovações adaptáveis que os ajudaram a se misturar perfeitamente com as algas. Embora estas estruturas se assemelhassem a aletas, a análise histológica mostrou que faltam raias da aleta e compreendem principalmente uma matriz do osso, junto com os tecidos conjuntivos enriquecidos com fibras collagenous.

A análise de Transcriptome como parte do estudo actual mostra que alguns genes envolvidos na revelação da aleta estiveram cooptados para a revelação/manutenção destas estruturas frondosas. Além, o transcriptome das estruturas frondosas foi encontrado para ser enriquecido nos genes relativos à matriz extracelular e à defesa imune.

Em termos da sexo-determinação, este mecanismo não tinha sido compreendido bem antes mesmo que os syngnathids fossem modelos populares para estudar a selecção sexual, a reversão do sexo-papel, e a biologia reprodutiva. Este estudo, ao contrário, revelou um locus putativo da sexo-determinação e um homem-sexo do candidato que determinam o gene (amhr2y) que esta presente no seadragon comum e no pipefish do jacaré mas em ausente em outros genomas do syngnathid arranjados em seqüência até agora. Este é locus de uma sexo-determinação dos jovens e o primeiro relatório de um locus e de um gene da sexo-determinação em uma espécie do syngnathid.

Em resumo, este estudo fornece introspecções novas na base genética do locus do fenótipo e da sexo-determinação do seadragon, e é esperado pavimentar a maneira para a pesquisa futura na evolução adaptável dos animais.

Source:
Journal reference:

Qu, M., et al. (2021) Seadragon genome analysis provides insights into its phenotype and sex determination locus. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abg5196.