Die Tiefseeumgebung ist durch Dunkelheit, niedrige Temperatur, hohen hydrostatischen Druck und Nahrungsmangel gekennzeichnet. Trotz der lebensfeindlichen Umgebung wurde in diesem Ökosystem eine wachsende Zahl tief lebender Tiere identifiziert, darunter Würmer, Mollusken, Fische und Krebstiere.
In den letzten Jahren wurden zahlreiche Genome veröffentlicht, darunter das von Röhrenwürmern, Mollusken und Fischen, während kein Krebstiergenom bekannt wurde.
Kürzlich berichtete ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Li Fuhua und Li Xinzheng vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) über das erste Genom von Tiefsee-Krebstieren und veranschaulichte die Mechanismen im Zusammenhang mit dem Körpergigantismus von Tiefsee-Asseln und spezifische Mechanismen für Krebstiere, die sich an Tiefseeumgebungen anpassen.
Die Studie wurde veröffentlicht in BMC-Biologie am 13. Mai.
Die Forscher sequenzierten und assemblierten ein qualitativ hochwertiges Genom einer riesigen Isopode (Bathynomus jamesi), die nicht nur eine große Körpergröße, sondern auch eine große Genomgröße (die größte unter den sequenzierten Krebstieren) hat, die beide eng mit ihnen verbunden zu sein scheinen Anpassung an die Tiefseeumgebung.
Im Gegensatz zu seinen kleinwüchsigen Verwandten sind die wachstumsrelevanten Signalwege von B. jamesi meist durch erweiterte Genfamilien angereichert, darunter zwei Hormonsignalwege (Schilddrüse und Insulin). Sie bilden ein verstärktes Netzwerk wachstumsrelevanter Gene und tragen so möglicherweise zu seinem Körpergigantismus bei.
Um sich an die oligotrophe Umgebung der Tiefsee anzupassen, hat B. jamesi einen niedrigen Grundumsatz, Massenspeicherung von Lebensmitteln und erweiterte Genfamilien im Zusammenhang mit der Nährstoffverwertung. „Der gut entwickelte Fettkörper von B. jamesi wird verwendet, um organische Reserven zu speichern, und unsere Ergebnisse zeigen, dass die Lipidakkumulation im Fettkörper eher aus einer geringen Effizienz des Lipidabbaus als aus einer hohen Effizienz der Lipidsynthese resultieren sollte“, sagte Yuan Jianbo , Erstautor der Studie.
Das Genom von B. jamesi kann uns helfen, die Evolutions- und Migrationsgeschichte (zwischen Tiefsee und Flachwasser und Land) von Isopoden und sogar von Krebstieren zu verstehen. „Dieses Genom hilft uns auch, die Genetik im Zusammenhang mit dem Körpergigantismus zu verstehen und die mysteriöse Genetik im Zusammenhang mit seinem außergewöhnlich langen Fastenzustand, dh 5 Jahren Hunger, und den spezifischen Mechanismen für die Anpassung von Krebstieren aufzudecken [to] Tiefseeumgebungen“, sagte Yuan.
Jianbo Yuan et al., Genom eines Riesenisopoden, Bathynomus jamesi, bietet Einblicke in die Entwicklung der Körpergröße und die Anpassung an die Tiefseeumgebung, BMC-Biologie (2022). DOI: 10.1186/s12915-022-01302-6