一大块缓步动物的基因组来自外来DNA

来自北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员测试了几乎坚不可摧的蝌蚪的基因组，这是唯一一种在外太空极端环境中存活下来的动物，它发现了一些他们从未预料到的东西：他们获得了大量的基因组 - 来自外国DNA的近六分之一或17.5%。

“我们不知道动物基因组可能由如此多的外来DNA组成，”联合作者，北卡罗莱纳大学艺术与科学学院生物系教师Bob Goldstein说。“我们知道很多动物都获得了外来基因，但我们并不知道它会在这种程度上发生。”今天发表在“ 美国国家科学院院刊”上的这项研究不仅提出了外国DNA与极端环境生存能力之间是否存在联系的问题，而且进一步延伸了DNA如何被遗传的传统观点。

Goldstein及其合作者的第一作者Thomas Boothby透露，通过一种称为水平基因转移的过程，植物，真菌和古细菌从植物，真菌和古细菌中获得大约6,000个外来基因 - 物种间遗传物质的交换，而不是遗传DNA完全来自妈妈和爸爸。以前，另一种称为轮虫的微观动物是拥有最多外国DNA的记录保持者，但其含量大约是草龟动物的一半。相比之下，大多数动物的外源DNA基因组不到百分之一。

“能够在极端压力下生存的动物可能特别容易获得外来基因 - 细菌基因可能比动物基因更能承受压力，”Goldstein实验室的博士后研究员Boothby说。毕竟，细菌在地球最极端的环境中幸存了数十亿年。

该团队推测DNA正在随机进入基因组，但保留的是允许缓解分子在最恶劣的环境中生存的例子，例如将缓慢行动在-80摄氏度的冰箱中坚持一年或10年，并开始在20岁左右开始运行解冻后几分钟。

这就是团队认为会发生的事情：当缓慢处于极端压力条件下时，例如干燥 - 或极端干燥--Boothby和Goldstein认为，缓步的DNA会分解成碎片。当细胞再水化时，DNA所在的细胞膜和细胞核会暂时渗漏，DNA和其他大分子可以轻易通过。当细胞再水化时，Tardigrades不仅可以修复自身受损的DNA，还可以在此过程中缝合外源DNA，从而产生来自不同物种的基因镶嵌。

“我们想到了生命之树，遗传物质从父母身边垂直传递，”布斯比说。“但随着水平基因转移越来越被广泛接受和更为人所知，至少在某些生物体中，它开始改变我们对遗传物质的进化和遗传以及基因组稳定性的思考方式。所以不要考虑树木在生活中，我们可以思考从分支到分支的生命网和遗传物质。所以这很令人兴奋。我们开始调整我们对进化如何运作的理解。“