Информације

Зашто је геном жабе толико већи од генома рибе?

Зашто је геном жабе толико већи од генома рибе?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Као што смо чули у резимеима људског ЕНЦОДЕ пројекта, Чини се да 80 посто отпадне ДНК има есенцијалну функцију. Многе рибе имају геном са само једном десетином величине уобичајеног генома кичмењака. Зашто рибе могу да имају 1/10 отпадне ДНК и да и даље буду потпуно функционалне? Шта жаба има више од рибе? Посебно ме занима да ли можемо негде да видимо разлику, сложеност физиологије или анатомије, или слично.

Јап. Геном рибе пуферице: 390 мегабаза, 47.800-49.000 гена (УниПрот)

Геном Медака: 690 мегабаза, 24 600 гена

Жаба са канџама: 1.500 мегабаза, 23.500 гена


Величина генома је лош показатељ организма сложеност (већ лоше дефинисан термин). Не можемо ни на који начин претпоставити да већи геном одговара „сложенијем“ организму. Постоје неке биљке чији су геноми већи од већине сисара, и заиста је највећи еукариотски геном (бар од 2010.) Парис јапоница, тежине 1Ц = 152,23 пг (у поређењу са Хомо сапиенс на 1Ц = 3 пг). Анегдотски, у мојој претходној истраживачкој лабораторији разговарао сам са колегом о врсти гљивица чија се величина генома разликовала по редовима величине између различитих јединки те врсте.

Требало би никад изненади вас када видите организам са већом величином генома од онога што можда сматрате сложенијим организмом.


Погледајте овде за размишљања аутора ЕНЦОДЕ о њиховој употреби речи „функционалан“. (Мислим да нико не користи реч "есенцијално".)

Из овога је јасно да је за њих једна класа функционалне ДНК интронска ДНК: тј. интрони су дефинисани ЕНЦОДЕ као функционална ДНК. Добро је познато да рибе пухачице имају смањене геноме и да је то углавном због присуства много мањих интрона, иако је број и положај ових интрона углавном сличан ономе што се види код других кичмењака. Један класичан пример за то је ген Хунтингтин који је 7,5 пута краћи код пухача него код људи, иако оба гена имају 67 интрона. У ствари, просечна величина генома рибе је 5-6 пута већа од оне за рибу пуферицу (зебра риба је око ове просечне вредности).

Иако ЕНЦОДЕ дефинишу интронску ДНК као функционалну, не мислим да они траже специфичну функцију за сваки интрон, а камоли за сваку базу у тим интронима. Дакле, још увек постоји много простора за уочене разлике у величини генома.


Раздвајањем животних фаза, метаморфоза може заобићи штетне еволуционе компромисе

Дрвене жабе морају да се прилагоде на два веома различита станишта: ефемерне базене за пуноглавце и шумско тло за жабе. Метаморфоза би могла да подели генетски повезане особине тако да природна селекција делује ефикасније. Аутор слике: Дебора Гоедерт

Нема гаранције да ће еволуција дати најбољу верзију сваке особине. Предности једне особине могу наметнути цену када се појави неповољна особина, генетски повезана. У недавној студији о дрвеним жабама (Рана силватица) објављена у амерички природњак, истраживачи су пронашли доказе који сугеришу да би метаморфоза могла смањити такве случајеве геномског сукоба.

Налази могу објаснити зашто метаморфоза, ризичан и физиолошки скуп процес, опстаје у природи. „Прилагодљиво је“, каже коаутор рада и еволуциони биолог Дебора Гоедерт, дипломирани студент на Дартмоутх колеџу у Хановеру, НХ, и сарадник бразилског програма Наука без граница. „А разлог зашто је адаптиван је тај што омогућава организмима да одвоје ова два животна стадијума на такав начин да могу бити оптимални у обе животне фазе и да не носе неку врсту специјализације у којој сада постајете заиста добар пуноглавац су страшна жаба, или обрнуто.”

Дрвена жаба мора да се прилагоди на два веома различита станишта: ефемерни базени за фазу пуноглавца и шумско тло за фазу жабе. Прелиминарна истраживања су сугерисала да би метаморфоза могла ефикасно да раздвоји генетски повезане особине, омогућавајући природној селекцији да делује само на особине које су потребне током одређеног животног стадијума – као што су репови пуноглаваца – уместо да истовремено побољшава позитивну особину и неповезану, али генетски корелирану штетну особину. особина.

Недавна студија комбинује квантитативне генетске доказе са проценама природне селекције, поткрепљујући хипотезу да метаморфоза може бити прилагодљива. Студије узгоја у лабораторији омогућиле су увид у генетске корелације између особина, као што су дужина репа пуноглавца, дужина жабљих ногу и величина главе у обе животне фазе. Да би испитали како је природна селекција деловала на ове особине, истраживачи су изградили симулирана језера у шуми. Тамо су мерили грабљивост на пуноглавцима ларве буба са џиновским мандибулама, на младе жабе змије подвезице, а на одрасле жабе ветрушке и мале сисаре.

Истраживачи не само да су идентификовали генетски корелиране особине које пролазе кроз конфликтну селекцију унутар и између две животне фазе дрвене жабе, већ су такође утврдили да метаморфоза мења степен корелације особина током животног века жабе. Открили су да је степен геномског конфликта нижи између животних фаза него унутар и за пуноглавца и за жабу, што сугерише да метаморфоза смањује сукоб између антагонистичких особина.

„Снага овог чланка је у томе што они покушавају да изнесу геномски сукоб у смислу описа на нивоу особина“, каже Стеван Ј. Арнолд, еволуциони биолог и професор емеритус на Државном универзитету Орегон у Корвалису који није био укључен у истраживања. „Мислим да је ово велики тријумф, урадити студију која квантификује и природу селекције и природу генетске корелације између особина. Рад нам „помаже да разумемо како и зашто се метаморфоза развија“, додаје Арнолд.

Међутим, да ли ова запажања представљају „геномски сукоб“, питање је неке дебате. Традиционално, истраживачи су то дефинисали у смислу еволуционог сукоба између гена који се могу идентификовати. Али толико се мало зна о геному жабе у односу на друге организме да су истраживачи морали да прошире дефиницију како би укључили особине које су вероватно контролисане вишеструким генима. Без обзира на то, кажу они, студије о узгоју указују на корелиране генетске елементе који леже у основи особина - само још нису у стању да их идентификују. „То је рани убод у успостављању геномског сукоба“, каже Гоедерт. Она и њен саветник, коаутор Рајан Калсбик, такође еволуциони биолог у Дартмуту, признају да још увек нису успоставили дефинитивну узрочну везу између метаморфозе и раздвајања особина уплетених у геномски сукоб.

Поље сада покушава да „схвати како да се ухвати у коштац са тестирањем ове идеје антагонистичке селекције и њених последица“, каже Арнолд. „За потпуно тестирање теорије постоји потреба за детаљнијим изношењем основног модела. Шта је већа слика? То је дневни ред вероватно за наредних десет година.”


Зашто је геном жабе толико већи од генома рибе? - Биологија

Ксенопус је непроцењиво средство за проучавање ембриологије и развоја кичмењака, основне ћелијске и молекуларне биологије, геномике, неуробиологије и токсикологије и за моделирање људских болести.

Проучавање моделних организама, као што је Ксенопус, омогућава нам да дешифрујемо како регулаторне и интеракцијске мреже усмеравају развој ембриона, како се прилагођавају током старења и под стресом околине, и како постају нерегулисани да изазову болести, малформације и урођене мане.

Неколико карактеристика чини Ксенопус јаја и ембрионе изванредним алатом у биомедицинским истраживањима.

  • ембриони толеришу опсежну манипулацију (нпр. појединачне ћелије, дисекције клица, трансплантације ткива
  • лако се убризгава низ материјала (нпр. нуклеинске киселине, протеини, цела језгра) у цео ембрион или одређене ћелије
  • ћелијска судбина сваке ране ембрионалне ћелије је позната, што омогућава циљане студије о нокауту гена, нокауну и претераној експресији
  • јаја и ембриони обезбеђују обилан извор за високо пропусне биохемијске студије
  • екстракти без ћелија направљени од ооцита Ксенопус су врхунски ин витро систем за проучавање фундаменталних аспеката ћелијске и молекуларне биологије
  • Ксенопус ооцити су водећи систем за проучавање транспорта јона и физиологије канала
  • Ооците Ксенопуса се широко користе за токсикологију животне средине
  • генетски екрани великих размера су идентификовали гене укључене у различите развојне и физиолошке процесе

Позадина Ксенопуса

Ксенопус је род афричких жаба које су опште познате као афричке канџасте жабе. Две врсте Ксенопуса редовно користе биолози, Ксенопус лаевис и Ксенопус тропицалис. Обе врсте су потпуно водене и лако се одржавају у заточеништву. Јаја жаба су велика (

пречника 1,2 мм), произведен у великим количинама и лак за манипулацију. То их чини вредним алатом за истраживање раног периода ембрионалног развоја. Производња јаја се може стимулисати ињекцијом хорионског гонадотропина. Током 1930-их, лекари су користили Ксенопус као једноставан тест трудноће за жене - пошто је овај хормон присутан у урину труднице, жаба би била подстакнута да полаже јаја. Биолози користе исти метод да индукују производњу јаја на захтев у лабораторији. Затим се жабе одмарају неколико месеци, када се поново могу индуковати. Врло мало врста жаба може се подстаћи да производи јаја на тако контролисан начин, и ово је још један разлог зашто је Ксенопус толико популаран међу развојним и ћелијским биолозима.

Ембриони жаба се развијају споља, што омогућава да се експерименти изводе пре или непосредно након оплодње. Брз раст и развој ембриона значи да у року од неколико дана пуноглавац има потпуно функционалан скуп органа и може се испитати да би се утврдило да ли је нека експериментална интервенција имала ефекта.

Упоређујући ове две врсте, Кс.тропицалис има много краћи животни циклус од њега Кс. лаевис, расте у одраслу особу за 4 месеца у поређењу са 12 месеци, што га чини бржим системом за учење. Кс. тропицалис је такође диплоидна (тј. има два сета хромозома), док Кс. лаевис је алотетраплоид (форма тетраплоида, тј. има четири сета хромозома), дакле Кс.тропицалис је једноставнији модел за генетске студије.

Геноми оба Кс. лаевис и Кс. тропицалис су секвенционирани. Они показују изузетну структурну сличност са људским геномом (Хеллстен ет ал., 2010) што значи да налази из Ксенопус пружају увид у многа људска стања и болести.

Предности од Ксенопус као модел организма

Категорија: Ц. елеганс Дросопхила Зебрафисх Ксенопус Пилетина Миш
Броодсизе250-30080-100100-200500-3000+15-8
Цена по ембрионунисконисконисконискосредњевисока
Скрининг у више бунара у формату високе пропусностиДоброДоброДоброДобројаданјадан
Приступ ембрионимаДоброДоброДоброДобројаданјадан
Микро-манипулација ембрионаограниченограниченпоштеноДоброДобројадан
Геномпознатпознатпознатпознатпознатпознат
ГенетикаДоброДоброДобропоштенониједанДобро
Обарања (РНАи, морфолинос)ДоброДоброДоброДоброограниченограничен
ТрансгенезаДоброДоброДоброДобројаданДобро
Еволуциона дистанца до човекавеома удаљенивеома удаљениудаљенисредњисредњиБлизу

Експериментални организми као што су жабе (Кс. лаевис и Кс. тропицалис), црви нематоде (Ц. елеганс), воћне муве (Дроспхилиа спп.), зебра (Данио рерио) , пилетина (Галлус Галлус) и мишеви (Мус мусцулус) се користе за откривање молекуларних механизама фундаменталних за живот, пружајући на тај начин пречицу за разумевање људске биологије. Сваки модел организма има своје предности и недостатке, а они су упоређени у табели са десне стране (прилагођено из Вхеелер и Бр&аумлндли 2009).


Филогенетско стабло које показује главне животињске моделе који се обично користе у биомедицинским истраживањима и њихове еволуционе односе. Време дивергенције, у милионима година (Миа), засновано је на вишеструкој дивергенцији гена и студијама дивергенције протеина.
Адаптирано из Вхеелер &амп Бр&аумлндли 2009 Дев Дин 238:1287-1308.

Као група, водоземци су филогенетски добро позиционирани за поређење са другим кичмењацима, пошто су се одвојили од лозе амниота (сисари, птице, гмизавци) пре неких 360 милиона година. Поређење са геномима сисара и птица такође пружа прилику да се испита динамика еволуције хромозома тетрапода. Геноми оба Кс. лаевис и Кс. тропицалис врсте су секвенциониране и показују изузетну структурну сличност са људским геномом, што значи да су налази из Ксенопус пружају увид у многа људска стања и болести.

Дакле, укратко, Ксенопус је вредан алат јер су:

  • отпоран, потпуно воден и лак за одржавање у лабораторији
  • производи јаја током целе године
  • јаја су поуздан и флексибилан материјал за истраживање
  • ембриони су добар модел за развој кичмењака
  • генетски сличан људима, тако да је добар модел за људске болести

Прочитајте више о
Биолошка открића и биомедицинска истраживања користећи Ксенопус (долази ускоро).


Руле Бреакер ће купити ПЕ Целера Геномицс Цорп.

** Ова трговина се обавља по редовној портфолио политици, односно, када Тхе Фоол објави намеру да тргује, та трговина ће бити обављена у наредних пет трговачких дана. За више детаља, молимо вас да прочитате одељак Нове трговине у портфељу Руле Бреакер. **

У неком тренутку у наредних пет тржишних дана, портфељ који крши правила КУПУЈЕ приближно 50.000 долара (око 5,7% тренутне вредности РБ портфеља) од:

ПЕ Целера Геномицс Цорп. (НИСЕ: ЦРА)
761 Маин Авенуе
Норвалк, ЦТ 06859
Телефон: (203) 762-1000
Факс: (203) 762-6000
хттп://ввв.целера.цом

Цена на затварању (16.12.99): $76 3/16
Просечан дневни обим: 276.000 акција
Дневни обим долара: 19,87 милиона долара

Тржишна капитализација: 1,86 милијарди долара
12-месечна продаја: 10 милиона долара
Однос цене и продаје: 186

Статистика трансакције: 17. децембра 1999. РБ Порт је купио 1.260 акција Целере по цени од 39,75 долара по акцији, плус 8 долара трговачке провизије.

Опре годину дана, додали смо у портфолио за кршење правила прво од онога што ће бити многи различита улагања у компаније које користе биотехнологију. У то време смо рекли да верујемо да су две најзначајније индустрије које крше правила у догледној будућности интернет и биотехнологија. И ми смо ту инвестицију назвали, Амген (Насдак: АМГН), „биотехнолошка компанија“, најбољи пас и први покретач у „биотехнолошкој индустрији“.

Али истини за вољу, сада жалимо због тог израза, јер биотехнологија није индустрија. То је технологија. Не постоји „биотехнолошка индустрија“ сама по себи – као што не постоји „индустрија интернета“. Постоји много, много компанија које користити биотехнологије или интернета у циљу профита, пружајући производе или услуге које купци сматрају привлачним и вредним. Али само покушајте да идентификујете једну "топ дог" интернет или биотехнолошку компанију. Није могуће. Опет, то су технологије које различите компаније усвајају како би стекле вођство у једној или другој индустрији.

Ми смо инвеститори који крше правила и волимо биотехнологију. Задивљени смо растућом способношћу наше врсте да разуме, и то на неке критичне и узбудљиве начине, реинжењер свет у коме живимо. Поново нас подсећа на један од наших десет омиљених цитата из Барда, који има толико оптимизма - и толико применљивости у нашем добу, ренесансу нове врсте, али подједнако узбудљиву као што се догодило у Европи пре 400 година:

Какав је човек посао! како племенито разумом!
како бесконачно у факултету! у форми и кретање како
експресно и за дивљење! на делу како као анђео!
у стрепњи како као бог! лепота на
свет! узор животиња!

Овај класични хуманистички израз нас подсећа не само да смо дело, већ и да као делови рада заправо можемо бити прерађена. Питајте оболеле од цистичне фиброзе који би требало, не пре дуго времена, да имају третман који замењује један неисправан ген одговоран за то стање здравим геном. Банг-о. То је само један мали пример онога што се може постићи генетским инжењерингом. У сваком случају, пре него што почнемо да објашњавамо шта смо изабрали да назовемо следећег од наших прекршилаца правила, морамо дефинисати неколико појмова.

Шта значи "биотехнологија"? Добро питање. Ево шта то значи за нас: Биотехнологија је примена биологије за људске циљеве. Ово је широка четкица, свеобухватна дефиниција добијена од одличног прајмера Побољшати природу?: Наука и етика генетског инжењеринга од Мајкла Рајса и Роџера Строгана. Говори о коришћењу нашег разумевања генетике за прераду света на различите начине који се сматрају задовољавајућим за нас, као управнике. Различити примери биотехнологије обухватају распон од укрштања биљних и животињских врста од стране фармера да би добили жива бића која иначе не би постојала (плаве руже и булдози, на пример) до стимулације раста белих крвних зрнаца код пацијената на хемотерапији (Неупоген, Амгенов биоинжењерски протеин вредан милијарду долара).

Посматрано у овој једноставној, рационалној концепцији, биотехнологија није нешто што је скувао у епрувети луди научник који жели да створи жабу људождера величине слона. (У реду, требало би да пазимо на леђа, јер би овако нешто на крају могло бити могуће, наравно.) Не, биотехнологија је само веома моћна технологија која се – као и свака друга – мора користити одговорно и конструктивно у корисне сврхе.

Све врсте фасцинантних дискусија и дебата окружују све ове идеје, фразе и речи, којима овај извештај не бави. Ипак, радујемо се у нашим свакодневним шкрабањима о кршењу правила разматрању многих мисли и разматрања питања која су овде у питању. За сада је довољно рећи да сматрамо биотехнологију (како смо је дефинисали) „примену биологије за људске циљеве“, и, да заједно са интернетом и новонасталом технологијом бежичног повезивања, биотехнологија чини једну од три најзанимљивије, светски обликоване, нечувене технологије нашег времена које крше правила. Раздобље.

Што нас доводи до другог појма који смо желели да дефинишемо: „Целера“.

Шта значи "Целера", студенти латинског? Па, наше школовање није укључивало латиницу, али су наши речници задржали етимологију. Распитајте се о "целерити" господина Вебстера и наћи ћете латински корен "целера". Пре две хиљаде година, управо та реч - "целера" - изашла је са језика римских филозофа, центуриона и царева и значила је БРЗИНА. И управо то је идеја данашње речи, у односу на компанију коју ћемо купити. Целера је све о БРЗИНИ, о коришћењу компјутера да УБРЗРА наше људско разумевање сопственог генетског кода, да УБРЗРА наш пут ка новим генетским судбинама, и да ова компанија БРЖИ свој пут мимо конкурентског Пројекта људског генома.

Они који купују Целера, купују СПЕЕД.

Хајде да причамо о томе. Хајде да то разумемо. Да бисмо то урадили, усвајамо оквир који користимо за све извештаје о кршењу правила. Целеру испитујемо у светлу шест атрибута кршења правила наведених у нашој књизи, Кршиоци правила, креатори правила. Да резимирамо:

Врхунски пас и први покретач у важној индустрији у настајању.

Одржива предност, стечена пословним замахом, патентима, визионарским вођством или некомпетентном конкуренцијом.

Паметно управљање и добра подршка.

Одлично повећање цене у прошлости, мерено релативном снагом од 90 или више.

Што је већи потрошачки бренд, то боље.

Недавни део финансијских медија недавно је назвао компанију „грубо прецењеном“.


Т оп пас и први покретач у важној индустрији у настајању.

Важна индустрија у настајању у питању су људске генетске информације.

Тренутно живимо у Б.У.Г. ере, што је један од начина да се сагледа календар људске историје. Б.У.Г. године су године "Пре разумевања генетике" -- људске генетике, то јест -- која је била једна доследна историјска ера откако је наша планета формирана пре 4,5 милијарди година. Целокупна историја планете Земље била је чисто „багова“.

Али два кључна развоја довела су нас до врхунца Б.У.Г. ере. Прво је откриће генетике Грегора Мендела, које је почело 1850-их у Моравској када је укрштао сорте баштенског грашка у својој малој манастирској башти. Коначни резултати овог првог кључног развоја евидентни су данас, где смо, након многих даљих напретка и напора, сада у могућности да производимо људске протеине и клонирамо животиње. Други развој је огроман напредак у рачунарској снази постигнут у последњих 30 година. Симболизирају га можда лаптопи на којима је направљен овај извјештај. Мали Пентиум лаптоп поседује вишеструко већу рачунарску снагу од машина које су пре само једне генерације изгледале као огромни усисивачи и заузимале читаве просторије. (И ниси виђен ништа ипак -- позивајући се на напредак у рачунарској снази, то јест, не на овај извештај.)

Било који од ових развоја сам по себи обезбеђује изванредне награде у погледу ефикасности, продуктивности, разумевања и профита који су остварили они који су их замислили. Али спојите оба заједно - генетске студије са рачунарском снагом - и доћи ћете до неизбежног резултата: потпуног разумевања генетске мапе. Исте четири азотне базе које пролазе кроз људску ДНК - аденин, цитозин, гванин и тимин - пролазе кроз биљке, животиње и сва жива бића. Радимо на потпуној генетској мапи -- потпуном разумевању где се сваки ген налази у сваком створењу и шта сваки од њих значи.

Док смо још увек далеко од тоталне генетске мапе све, све више се приближавамо генетској мапи једне одређене врсте која је одувек држала нашу машту и интересовање: нашу сопствену. Чини се да нас тренутно мање од две године дели од мапирања људске ДНК, људског „генома“. („Геном“ једноставно значи укупан генетски материјал врсте.)

Првобитно је планирано да ово буде пројекат који спонзорише влада, назван Пројекат људског генома, што је фасцинантан и вредан напор многих научника и владе да мапирају геном. Међутим, недавно су виши руководиоци компаније за научне инструменте, ПЕ Цорпоратион, схватили да са довољно рачунарске снаге и правим људима на броду, могу да заврше пуну мапу људског генома пре него што је пројекат хуманог генома финансиран од стране савеза за 2005. годину. Када је ПЕ Цорп кренуо у свој нови пројекат, имао је једног човека на уму да га води. Тај човек (више о њему касније) је развио супербрзу технику секвенцирања гена, названу „техника сачмарице“. ПЕ Цорп је желео да проналазач технике сачмарице води своју нову компанију. Изумитељ је Цраиг Вентер. Нова компанија је Целера.

Дакле, да пређемо на потеру о овоме, првом атрибуту Прекидача правила: Целера је врхунски пас и први покретач важне индустрије биоинформатике у настајању.

(Обавезно прочитајте: Покрените миш - немојте га ходати - до овог поста на огласној табли, поста #4885 са табле Стратегије за кршење правила.)

Целерино пословање укључује декодирање генома, патентирање својих открића и продају приступа својим базама података, углавном фармацеутским и биотехнолошким компанијама које желе да креирају лекове помоћу генетског инжењеринга. Конкретно, компанија продаје претплате на своје информације о геному, све више ће нудити управљање и анализу геномских информација софтвер, и прикупља ауторске накнаде и накнаде за лиценцирање које проистичу из његовог рада.

У свом корену, дакле, можете видети да је Целера компанија у области информационих технологија барем онолико колико је биотехнолошка компанија. Информације које је Целера на путу да открије могу бити тхе камен темељац за већину будућих истраживања и развоја лекова. Могућност да се идентификује и замени један или више гена за излечење болести (не само за оболеле, већ и за све његове или њене будуће потомке) би у већини случајева требало да буде далеко ефикаснија од наде да ће се открити лек или мелем од хемикалија или органских супстанци. извучени из природе. Схватајући ово, мисија Целере је да постане дефинитивни извор геномских и сродних медицинских и пољопривредних информација.

Да ли ће фармацеутске компаније бити партнери са Целером и платити новац за коришћење њених информација? Амген, Новартис, Пхармациа &амп Упјохн, Рхоне-Поуленц Рорер, РхоБио и Пфизер су већ потписали уговоре са Целером, уговоре укупне вредности више од 100 милиона долара. И ово има смисла, зар не? Размислите о томе у терминима које користи Том Хеадрицк, из наше заједнице Фоол. Том пита: „Колико кошта да се лек стави на тржиште коришћењем данашњих тренутних метода? Колики део тог трошка ће бити еродиран ако овај генетски/биолошки материјал буде доступан у бази података као одскочна даска за лансирање новог лека или терапије за лек предузећа?" Он завршава истичући: „Зато они [сарађују са Целером]“.

У „информатичком“ делу „биоинформатике“, Целера је искористила помоћ своје матичне компаније, раније Перкин-Елмер, која се сада зове ПЕ Цорпоратион, да би добила лидерску позицију. ПЕ Цорп је обезбедио Целера виталну технологију и почетна средства потребна за постизање резултата. Сада успех већ стиже. У рекордном року, Целера је ове године завршила фазу секвенцирања воћне мушице, чиме је показала да је њена технологија секвенцирања најбржа у историји. Погледајте ово и видите да ли вам од тога трне кичма. Из Целера, 09.09.1999.

„Целера Геномицс је данас објавила да је завршила фазу секвенцирања у дешифровању генома Дросопхила меланогастер, воћна мушица. Преко 1,8 милијарди базних парова - слова генетског кода - секвенционирано је у завршетку фазе секвенцирања. Целера је почела да секвенцира геном Дросопхила и достави податке својим претплатницима у мају 1999. Поређења ради, први геном слободног живог организма, Хаемопхилус инфлуензае, који се састоји од 2 милиона слова генетског кода, била је потребна једна година да се доврше, а другим раним геномима који нису користили Целерину стратегију сачмарице целог генома требало је више од деценије да се заврше.

"Целера сада све своје ресурсе секвенцирања окреће ка фази секвенцирања људског генома."

Као бојни брод који замахује својим џиновским пушкама унаоколо да би уперио право у њега ти, Целера је избацила информације о секвенцирању воћне мушице невероватном брзином, а затим се одмах окренула све његових ресурса за секвенционирање (а видећете да је то јако пуно ресурса) у људски геном.

Следећи одељци овог извештаја ће демонстрирати, део по део, да је Целера најбољи пас у овој важној индустрији у настајању. Видећемо како Целера има три пута већу рачунарску снагу од свог најближег конкурента и како има 15 пута већи капацитет за управљање подацима. Целера такође запошљава водеће светске научнике и технологе који су способни да управљају БРЗИНОМ њених рачунара и излазом. (Желимо да истакнемо да чак и ако компанија пропадне у пословању, она ће убрзати рад других и вероватно много помоћи нашој врсти. Дакле, шта год да се деси, добићемо ту сатисфакцију од ове инвестиције.) Целера је. тако брзо да, иако је другим компанијама било потребно више од 10 година да мапирају мање од 10% људског генома, ове године је Целера наводно већ мапирала скоро једну трећину тог генома. То је врхунски пас.

Да ли је компанија "први покретач"?

Целера није био први који је разматрао мапирање делови људског генетског састава. Инците Пхармацеутицалс (Насдак: ИНЦИ), науке о људском геному и Гене Логиц (Насдак: ГЛГЦ) се кретао у овом правцу пре него што је Целера постојала, слично као што су десетине продаваца књига постојале на мрежи пре Амазон.цом (Насдак: АМЗН). Међутим, Целера је први покретач у покушају да се направи веома детаљна мапа људског генома (све то), и први је који користи Вентеров приступ сачмарици и 300 секвенцера гена (више о томе касније) да обави посао. Чини се да приступ сачмарици функционише и ради брзо, тако да је оно што је важно бити први који ће користити овај приступ већина. Користећи овај приступ, Целера већ води "расу" људског генома.

И ова трка није гужва. Целерини „конкуренти“, осим једног, фокусирају се на мапирање делови људског генома, а не целе енцхиладе. Владин пројекат Људски геном је једини велики конкурент који има за циљ да заврши мапу људског генома, али пошто је користио традиционалну технику физичког мапирања (више о томе касније) полако се кретао у поређењу са Целером. Такође, њене амбиције су биле мање све док Целера није објавила своје намере. Чим је Целера рођена, ХГСИ је повећао своје намере у вези са мапирањем генома.

Дакле, на начине који се највише рачунају, Целера је први покретач. Као што је будала Кевин ДеВалт истакао у свом посту (ЦРА одбор #76), др Вентер и Целера имају:

  1. Секвенцирао први цео геном живог организма (1995).
  2. Најагресивније се бавио изградњом технолошке платформе за секвенцирање ДНК.
  3. Посвећени томе да постану прва приватна [што значи невладина, јер је очигледно јавна] организација која ће секвенцирати људски геном.

Цео овај извештај ће показати како Целера води, али куда иде? Једном када компанија буде поседовала гомилу информација о геному, шта ће учинити са тим?

Целера жели да буде водећи добављач информација о геному и да понуди више услуга у вези са тим информацијама. Може ли Целера профитабилно да буде добављач информација о геному? На растућој листи клијената и партнера компаније неки људи предвиђају да би Целера могла бити профитабилна у 2002. или 2003. Ово предвиђање је срање, али није ни приближно насумично као Црапс, нити је ван домашаја логике.

С одрживу предност, стечену пословним замахом, патентима, визионарским вођством или некомпетентном конкуренцијом.

Најбољи кршитељи правила поседују кључне предности: Амазонову огромну базу купаца, АОЛ-ов светски бренд, Старбуцксову свеприсутност.

Целера има монструозну технолошку предност у односу на све конкуренте, такође је једно од најцењенијих органа управљања у научном свету и показала је највећу брзину у мапирању генома. Једина директна конкуренција компаније је пројекат Хуман Геноме, али брзином којом се Целера креће, могао би да постигне свој циљ до 2001. године, много пре конкуренције. По рачунарској снази, Целера је три пута већа од било које друге лабораторије за секвенцирање гена на свету, а Целера је на путу да смести други најмоћнији рачунарски објекат на планети. Целера би требало да буде у стању да секвенцира 30 милијарди базних парова ДНК годишње и имаће 10 до 20 пута већи капацитет за информације о секвенци од свог највећег конкурента.

Неколико компанија је предузело геномско истраживање и изоловало секвенце гена из људског генома. Ове компаније, укључујући Милленниум Пхармацеутицалс (Насдак: МЛНМ), Мириад Генетицс (Насдак: МИГН), Генератор (Насдак: ГЕНКСИ), и други, комерцијализују своја открића, што значи да их продају биофармацеутским и здравственим компанијама. Колико год да су ове компаније импресивне (и јесу), оне не секвенцирају људски геном. Пошто нису, може се показати да је резултат ових конкурената комплементарне Целериним амбицијама, а не борбеним. Фокусиране генетске информације које су креирале ове компаније могле би послужити допуњују Целерине информације о геному.

Без обзира да ли се ово показало тачним или не, и даље видимо било које генетски засноване компаније као потенцијалне конкуренте. Али постоји само један велики конкурент у главама многих. Ако владин пројекат људског генома пружи бесплатну мапу људског генома јавности, као што планира, онда ће Целера, у покушају да продати its information, will compete directly with the federal government and its free data. Many people see this possibility as a significant strike against Celera. Perhaps it will be.

Then again, consider Linux software. Linux is freeware (like genome data might be), but there is tremendous value being created by Rule Breakers, such as Red Hat Software (Nasdaq: RHAT), that offer Linux-related services and value-added Linux products. In similar fashion, Celera will likely offer the most detailed genome information, and it will offer it with an unmatched level of expertise. Celera will be paid to help clients actually make use of complex genome data. Creating a business this way, Celera can, and will, give genome data away for free, too, thereby lessening our fear that the Human Genome Project can harm it. (Celera charges for the right to preview the fruit fly genome, but soon the company will distribute the information freely and charge for services related to it.)

So, Celera has the best technology and management (as we'll see in a moment) and this gives it numerous advantages over competition, but is the competition inept? Not by any means. Although we can't say that Celera has inept competition, given Celera's gene-sequencing lab (the most advanced in the world), and provided its jump on the competition (already!), we моћи say that Celera and its technology is making the competition look much less imposing.

However, Celera can't succeed on rooms filled with cool technology alone. The company spends over $65,000 a month on its electric bill. It needs cash. Luckily, it has cash. While the competition is typically strapped for greenbacks, Celera recently had over $200 million in cash and it will be paid over $75 million by its sister company, PE Biosystems (NYSE: PEB), over the next three years. This should be enough money to fund Celera's operations beyond 2001, and by the end of that year Celera plans to have the human genome mapped and several more paying business partners feeding the company coffers.

After mapping the human gene sequence, Celera will begin to map the genomes of the next species up the ladder, the rat. (OK, bad joke there, but it's true that the rat is next.) The rat is to be followed by the mouse and agricultural species, including rice and maize. Interest in information on these species will span several industries all around the globe. (How to make stronger corn will interest Iowa. How to make rats shrink will interest the city of New York.) All told, Celera will strive to build itself as the predominant genome information portal in the world, offering details and analysis on genome data for anything from salmon, to beets, to perhaps Grizzly Bear.

You can only imagine the revenue potentials of offering such a massive amount of varied and powerful (almost frighteningly so) information. (Industry estimates are all in the billions.) Clearly, the human genome promises to be the most helpful to humans for its ability to help scientists cure disease, but at the same time, we will be able to make food much more tasty in years ahead, and that ain't a bad benefit either. Food companies will pay for this advantage. This is all a roundabout way of saying that there isn't obvious competition on the horizon that stands to get in Celera's way as it begins to "map" the entire living world. Нико has the computational power, the management, and the speed that Celera is showing.

Then there are patents. Some Fools have been concerned that Celera may not be at the forefront in obtaining patents. Competitors have literally filed for tens of thousands of patents while Celera, at recent count, had filed for about 7,000 gene patents. Other Fools wonder if Celera will be able to patent the human genome, or other gene sequences, at all. After all, who really поседује this information? A God somewhere on high? Можда. So, who will be allowed to own the information down here on Earth? That question could be decided by the courts, and some people believe the court will not allow било ко до сопствени the information. We think differently. In healthcare so far, we've seen that discovering companies are given the right to patent scientific information that they unravel. Genes don't appear to be any different.

While we do believe that the discovering company will own the patent to the human genome, we don't believe that a patent on the information will be vitally important anyway. Celera will be selling smart information, not mere strands of letters the likes of which anyone could theoretically copy. The company will sell its expertise -- an expertise aided by its having the most precise genome information organized in the most useful form, and from employing many of the smartest scientists in the world. Patents or not, Celera stands to possess more genetic information than any other company, and, presumably having discovered it, it will have inherent rights in how to organize, manage, analyze, utilize, and distribute it. Celera plans to patent 300 specific genes of the human genome as well as the process of using them, and we don't see anybody stopping this. (For excellent thoughts regarding patent issues further, see this post by Fool ElricSeven.)

When it comes to business momentum, Celera -- Mr. SPEED -- has it. Recently up and running, the company already completed the sequencing phase of the fruit fly genome by sequencing more than 1.8 billion base pairs by September. Celera did more sequencing in nine months than other companies have completed in a decade. Assembly of the genome should be done before 2000. Celera's sequencing of the fruit fly in under a year serves as "proof in the pudding," so to speak, that the company is able to quickly construct genomic DNA in its new lab.

The fruit fly genome is much larger than any other genome sequenced in all of history, so to complete it so quickly is revolutionary. (Right now Celera is gunning through the human genome.) Thus, Celera has more "momentum" -- more SPEED -- than any other company that we've ever bought. Human Genome Sciences and Incyte required several years to sequence less than 10% of the human genome. Celera is hoping to do the whole shebang in under 27 months, and is already well on its way.

So, other than visionary management, which we address next, criteria number two is now complete. Celera has a sustainable advantage due to technology and its brain trust. It has seemingly unsurpassable business momentum due to the same and its speed. It does have competition, namely from the government, and large questions remain regarding how much money Celera can earn from its information if the government provides similar information for free. We're betting on Celera's proprietary expertise and detailed knowledge to sell, though, and we believe that we're already seeing this happen via the partnerships Celera is signing with firms like Pfizer. We're also betting that Celera's genome data quality will top that of its competition, largely due to the same two advantages already mentioned, technology and management. As for patents: intellectual property abounds at Celera, and with it patents will, too. The company has been filing for patents steadily, and it will continue at a regular and likely increased pace. This baby has several moats built around its business, and the sustainable advantages of a true Rule Breaker.


Karyotype stability

With the exception of the chromosome 9–10 fusion, Кс. лаевис и X. tropicalis chromosomes have maintained conserved synteny since their divergence around 48 Ma (Fig. 1a, b). The absence of inter-chromosomal rearrangements is consistent with the relative stability of amphibian and avian karyotypes compared to those of mammals 25 , which typically show dozens of inter-chromosome rearrangements 26 . It also contrasts with many plant polyploids, which can show considerable inter-subgenome rearrangement 27 . The distribution of L- and S-specific repeats along entire chromosomes implies the absence of crossover recombination between homoeologues since allotetraploidization, presumably because the two progenitors were sufficiently diverged to avoid meiotic pairing between homoeologous chromosomes, though we cannot rule out very limited localized inter-homoeologue exchanges (Supplementary Note 7).

The extensive collinearity between homologous Кс. лаевис L and X. tropicalis chromosomes (Fig. 1a) implies that they represent the ancestral chromosome organization. In contrast, the S subgenome shows extensive intra-chromosomal rearrangements, evident in the large inversions of XLA2S, XLA3S, XLA4S, XLA5S and XLA8S, as well as shorter rearrangements (Fig. 1a). The S subgenome has also experienced more deletions. For example, the 45S pre-ribosomal RNA gene cluster is found on Кс. лаевис XLA3Lp, but its homoeologous locus on XLA3Sp is absent (Extended Data Fig. 5a). Extensive small-scale deletions (Extended Data Fig. 5b) reduce the length of S chromosomes relative to their L and X. tropicalis counterparts (see below).


Садржај

These frogs are plentiful in ponds and rivers within the south-eastern portion of Sub-Saharan Africa. They are aquatic and are often greenish-grey in color. African clawed frogs are also frequently sold as pets, and sometimes incorrectly misidentified as African dwarf frogs. Albino clawed frogs are common and sold as pets or for laboratories.

They reproduce by fertilizing eggs outside of the female's body (see frog reproduction). Of the seven amplexus modes (positions in which frogs mate), these frogs are found breeding in inguinal amplexus, where the male clasps the female in front of the female's back legs and squeezes until eggs come out. The male then sprays sperm over the eggs to fertilize them.

African clawed frogs are highly adaptable and will lay their eggs whenever conditions allow it. During wet rainy seasons they will travel to other ponds or puddles of water to search for food. [4] During times of drought, the clawed frogs can burrow themselves into the mud, becoming dormant for up to a year. [5]

Ксенопус лаевис have been known to survive 15 or more years in the wild and 25–30 years in captivity. [6] They shed their skin every season, and eat their own shed skin.

Although lacking a vocal sac, the males make a mating call of alternating long and short trills, by contracting the intrinsic laryngeal muscles. Females also answer vocally, signaling either acceptance (a rapping sound) or rejection (slow ticking) of the male. [7] [8] This frog has smooth slippery skin which is multicolored on its back with blotches of olive gray or brown. The underside is creamy white with a yellow tinge.

Male and female frogs can be easily distinguished through the following differences. Male frogs are small and slim, while females are larger and more rotund. Males have black patches on their hands and arms which aid in grabbing onto females during amplexus. Females have a more pronounced cloaca and have hip-like bulges above their rear legs where their eggs are internally located.

Both males and females have a cloaca, which is a chamber through which digestive and urinary wastes pass and through which the reproductive systems also empty. The cloaca empties by way of the vent which in reptiles and amphibians is a single opening for all three systems. [9]

African clawed frogs are fully aquatic and will rarely leave the water except to migrate to new water bodies during droughts or other disturbances. Clawed frogs have powerful legs that help them move quickly both underwater and on land. Feral clawed frogs in South Wales have been found to travel up to 2 kilometres (1.2 mi) between locations. [10] The feet of Ксенопус species have three black claws on the last three digits. These claws are used to rip apart food and scratch predators.

Clawed frogs are carnivores and will eat both living and dead prey including fish, tadpoles, crustaceans, annelids, arthropods, and more. Clawed frogs will try to consume anything that is able to fit into their mouths. Being aquatic, clawed frogs use their sense of smell and their lateral line to detect prey rather than eyesight like other frogs. However, clawed frogs can still see using their eyes and will stalk prey or watch predators by sticking their heads out of the water. [11] Clawed frogs will dig through substrate to unearth worms and other food. Their tongue is unable to extend like other frogs, so clawed frogs use their hands to grab food and shovel it into their mouths.

These frogs are particularly cannibalistic the stomach contents of feral clawed frogs in California have revealed large amounts of the frog's larvae. [12] Clawed frog larvae are filter feeders and collect nutrients from plankton, allowing adult frogs that consume the tadpoles to have access to these nutrients. This allows clawed frogs to survive in areas that have little to no other food sources.

Clawed frogs are nocturnal and most reproductive activity and feeding occurs after dark. Male clawed frogs are very promiscuous and will grab onto other males and even other species of frogs. [13] [14] Male frogs that are grasped will make release calls and attempt to break free.

If not feeding, clawed frogs will just sit motionless on top of the substrate or floating at the top with their heads sticking out.

У дивљини, Ксенопус лаевис are native to wetlands, ponds, and lakes across arid/semiarid regions of Sub-Saharan Africa. [2] [16] Ксенопус лаевис и Xenopus muelleri occur along the western boundary of the Great African Rift. The people of the sub-Saharan are generally very familiar with this frog, and some cultures use it as a source of protein, an aphrodisiac, or as fertility medicine. Two historic outbreaks of priapism have been linked to consumption of frog legs from frogs that ate insects containing cantharidin. [17]

Ксенопус лаевис in the wild are commonly infected by various parasites, [15] including monogeneans in the urinary bladder.

Ксенопус embryos and eggs are a popular model system for a wide variety of biological studies, in part because they have the potential to lay eggs throughout the year. [18] [19] [20] This animal is widely used because of its powerful combination of experimental tractability and close evolutionary relationship with humans, at least compared to many model organisms. [18] [19] For a more comprehensive discussion of the use of these frogs in biomedical research, see Ксенопус.

Ксенопус лаевис is also notable for its use in the first widely used method of pregnancy testing. In the 1930s, two South African researchers, Hillel Shapiro and Harry Zwarenstein, [21] students of Lancelot Hogben at the University of Cape Town, discovered that the urine from pregnant women would induce oocyte production in Кс. лаевис within 8–12 hours of injection. [22] This was used as a simple and reliable test up through to the 1960s. [23] In the late 1940s, Carlos Galli Mainini [24] found in separate studies that male specimens of Ксенопус и Bufo could be used to indicate pregnancy [25] Today, commercially available hCG is injected into Ксенопус males and females to induce mating behavior and to breed these frogs in captivity at any time of the year. [26]

Ксенопус has long been an important tool for in vivo studies in molecular, cell, and developmental biology of vertebrate animals. However, the wide breadth of Ксенопус research stems from the additional fact that cell-free extracts made from Ксенопус are a premier in vitro system for studies of fundamental aspects of cell and molecular biology. Тако, Ксенопус is the only vertebrate model system that allows for high-throughput in vivo analyses of gene function and high-throughput biochemistry. коначно, Ксенопус oocytes are a leading system for studies of ion transport and channel physiology. [18]

Мада Кс. лаевис does not have the short generation time and genetic simplicity generally desired in genetic model organisms, it is an important model organism in developmental biology, cell biology, toxicology and neurobiology. Кс. лаевис takes 1 to 2 years to reach sexual maturity and, like most of its genus, it is tetraploid. It does have a large and easily manipulated embryo, however. The ease of manipulation in amphibian embryos has given them an important place in historical and modern developmental biology. A related species, Xenopus tropicalis, is now being promoted as a more viable model for genetics.

Roger Wolcott Sperry used Кс. лаевис for his famous experiments describing the development of the visual system. These experiments led to the formulation of the Chemoaffinity hypothesis.

Ксенопус oocytes provide an important expression system for molecular biology. By injecting DNA or mRNA into the oocyte or developing embryo, scientists can study the protein products in a controlled system. This allows rapid functional expression of manipulated DNAs (or mRNA). This is particularly useful in electrophysiology, where the ease of recording from the oocyte makes expression of membrane channels attractive. One challenge of oocyte work is eliminating native proteins that might confound results, such as membrane channels native to the oocyte. Translation of proteins can be blocked or splicing of pre-mRNA can be modified by injection of Morpholino antisense oligos into the oocyte (for distribution throughout the embryo) or early embryo (for distribution only into daughter cells of the injected cell). [27]

Extracts from the eggs of Кс. лаевис frogs are also commonly used for biochemical studies of DNA replication and repair, as these extracts fully support DNA replication and other related processes in a cell-free environment which allows easier manipulation. [28]

The first vertebrate ever to be cloned was an African clawed frog in 1962, [29] an experiment for which Sir John Gurdon was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 2012 "for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent". [30]

Additionally, several African clawed frogs were present on the Space Shuttle Endeavour (which was launched into space on September 12, 1992) so that scientists could test whether reproduction and development could occur normally in zero gravity. [31] [32]

Ксенопус лаевис also serves as an ideal model system for the study of the mechanisms of apoptosis. In fact, iodine and thyroxine stimulate the spectacular apoptosis of the cells of the larval gills, tail and fins in amphibians metamorphosis, and stimulate the evolution of their nervous system transforming the aquatic, vegetarian tadpole into the terrestrial, carnivorous frog. [33] [34] [35] [36]

Stem cells of this frog were used to create xenobots.

Секвенцирање генома Уреди

Early work on sequencing of the Кс. лаевис genome was started when the Wallingford and Marcotte labs obtained funding from the Texas Institute for Drug and Diagnostic Development (TI3D), in conjunction with projects funded by the National Institutes of Health. The work rapidly expanded to include де ново reconstruction of Кс. лаевис transcripts, in collaboration with groups around the world donating Illumina Hi-Seq RNA sequencing datasets. Genome sequencing by the Rokhsar and Harland groups (UC Berkeley) and by Taira and collaborators (University of Tokyo, Japan) gave a major boost to the project, which, with additional contributions from investigators in the Netherlands, Korea, Canada and Australia, led to publication of the genome sequence and its characterization in 2016. [37]

Xenbase [38] is the Model Organism Database (MOD) for both Ксенопус лаевис и Xenopus tropicalis. [39] Xenbase hosts the full details and release information regarding the current Ксенопус лаевис genome (9.1).

Ксенопус лаевис have been kept as pets and research subjects since as early as the 1950s. They are extremely hardy and long lived, having been known to live up to 20 or even 30 years in captivity. [40]

African clawed frogs are frequently mislabeled as African dwarf frogs in pet stores. Identifiable differences are:

  • Dwarf frogs have four webbed feet. African clawed frogs have webbed hind feet while their front feet have autonomous digits.
  • African dwarf frogs have eyes positioned on the side of their head, while African clawed frogs have eyes on the top of their heads.
  • African clawed frogs have curved, flat snouts. The snout of an African dwarf frog is pointed.

African clawed frogs are voracious predators and easily adapt to many habitats. [41] For this reason, they can easily become a harmful invasive species. They can travel short distances to other bodies of water, and some have even been documented to survive mild freezes. They have been shown to devastate native populations of frogs and other creatures by eating their young.

In 2003, Ксенопус лаевис frogs were discovered in a pond at San Francisco's Golden Gate Park. Much debate now exists in the area on how to exterminate these creatures and keep them from spreading. [42] [43] It is unknown if these frogs entered the San Francisco ecosystem through intentional release or escape into the wild. San Francisco officials drained Lily Pond and fenced off the area to prevent the frogs from escaping to other ponds in the hopes they starve to death.

Due to incidents in which these frogs were released and allowed to escape into the wild, African clawed frogs are illegal to own, transport or sell without a permit in the following US states: Arizona, California, Kentucky, Louisiana, New Jersey, North Carolina, Oregon, Vermont, Virginia, Hawaii, [44] Nevada, and Washington state. However, it is legal to own Ксенопус лаевис in New Brunswick (Canada) and Ohio. [45] [46]

Feral colonies of Ксенопус лаевис exist in South Wales, United Kingdom. [47] In Yunnan, China there is a population of albino clawed frogs in Lake Kunming, along with another invasive: the American bullfrog. Because this population is albino, it suggests that the clawed frogs originated from the pet trade or a laboratory. [48]

The African clawed frog may be an important vector and the initial source of Батрацхоцхитриум дендробатидис, a chytrid fungus that has been implicated in the drastic decline in amphibian populations in many parts of the world. [2] Unlike in many other amphibian species (including the closely related western clawed frog) where this chytrid fungus causes the disease Chytridiomycosis, it does not appear to affect the African clawed frog, making it an effective carrier. [2]


What are Frog Blood Cells

Frog blood cells refer to the circulating cells in the frog blood. Though humans and other mammals are warm-blooded animals, fish, and amphibians such as frog, and reptiles are cold-blooded animals. This means they rely on external heat to heat up their blood. The heart of the frogs consists of three chambers: two atria and a single ventricle. Oxygenated blood is mixed with deoxygenated blood to some extent in the frog’s heart. Therefore, frogs have to maintain a slow metabolic rate in their body. Frogs absorb some amount of oxygen through their skin as well. Frogs have red blood cells and white blood cells in their blood. The red blood cells of frogs are shown in figure 4.

Figure 4: Frog Red Blood Cells under x1000 Magnification

The red blood cells of frogs are quite larger than human red blood cells. They are also somewhat elliptical than human red blood cells. Unlike humans (mammals), fish, amphibian, reptile, and avian red blood cells consist of a single nucleus per cell. The white blood cells of frogs are more similar to that of humans in both morphology and function. However, frogs lack platelets in their blood.


Референце

Sodir NM, Swigart LB, Karnezis AN, Hanahan D, Evan GI, Soucek L: Endogenous Myc maintains the tumor microenvironment. Генес Дев. 2011, 25: 907-1016. 10.1101/gad.2038411.

Li Y, Zheng H, Luo R, Wu H, Zhu H, Li R, Cao H, Wu B, Huang S, Shao H, Ma H, Zhang F, Feng S, Zhang W, Du H, Tian G, Li J, Zhang X, Li S, Bolund L, Kristiansen K, de Smith AJ, Blakemore AI, Coin LJ, Yang H, Wang J, Wang J: Structural variation in two human genomes mapped at single-nucleotide resolution by whole genome де ново скупштина. Нат Биотецхнол. 2011, 29: 723-730. 10.1038/nbt.1904.

Keane TM, Goodstadt L, Danecek P, White MA, Wong K, Yalcin B, Heger A, Agam A, Slater G, Goodson M, Furlotte NA, Eskin E, Nellåker C, Whitley H, Cleak J, Janowitz D, Hernandez-Pliego P, Edwards A, Belgard TG, Oliver PL, McIntyre RE, Bhomra A, Nicod J, Gan X, Yuan W, van der Weyden L, Steward CA, Bala S, Stalker J, Mott R, et al: Mouse genomic variation and its effect on phenotypes and gene regulation. Природа. 2011, 477: 289-294. 10.1038/nature10413.

Khatib F, DiMaio F, Foldit Contenders Group Foldit Void Crushers Group, Cooper S, Kazmierczyk M, Gilski M, Krzywda S, Zabranska H, Pichova I, Thompson J, Popović Z, Jaskolski M, Baker D: Crystal structure of a monomeric retroviral protease solved by protein folding game players. Нат Струцт Мол Биол. 2011, 18: 1175-1177. 10.1038/nsmb.2119.

Good BM, Su AI: Games with a scientific purpose. Геноме Биол. 2011, 12: 135-10.1186/gb-2011-12-12-135.

Stephens PJ, Greenman CD, Fu B, Yang F, Bignell GR, Mudie LJ, Pleasance ED, Lau KW, Beare D, Stebbings LA, McLaren S, Lin ML, McBride DJ, Varela I, Nik-Zainal S, Leroy C, Jia M, Menzies A, Butler AP, Teague JW, Quail MA, Burton J, Swerdlow H, Carter NP, Morsberger LA, Iacobuzio-Donahue C, Follows GA, Green AR, Flanagan AM, Stratton MR, et al: Massive genomic rearrangement acquired in a single catastrophic event during cancer development. Мобилни. 2011, 144: 27-40. 10.1016/j.cell.2010.11.055.

Zhu Q, Pao GM, Huynh AM, Suh H, Tonnu N, Nederlof PM, Gage FH, Verma IM: БРЦА1 tumour suppression occurs via heterochromatin-mediated silencing. Природа. 2011, 477: 179-184. 10.1038/nature10371.

Ravel J, Gajer P, Abdo Z, Schneider GM, Koenig SS, McCulle SL, Karlebach S, Gorle R, Russell J, Tacket CO, Brotman RM, Davis CC, Ault K, Peralta L, Forney LJ: Vaginal microbiome of reproductive-age women. Проц Натл Ацад Сци УСА. 2011, 108 (Suppl 1): 4680-4687.

Kagey MH, Newman JJ, Bilodeau S, Zhan Y, Orlando DA, van Berkum NL, Ebmeier CC, Goossens J, Rahl PB, Levine SS, Taatjes DJ, Dekker J, Young RA: Mediator and cohesin connect gene expression and chromatin architecture. Природа. 2010, 467: 430-5. 10.1038/nature09380.

Chu C, Qu K, Zhong FL, Artandi SE, Chang HY: Genomic maps of long noncoding RNA occupancy reveal principles of RNA-chromatin interactions. Мол Целл. 2011, 44: 667-678. 10.1016/j.molcel.2011.08.027.

Berman BP, Weisenberger DJ, Aman JF, Hinoue T, Ramjan Z, Liu Y, Noushmehr H, Lange CP, van Dijk CM, Tollenaar RA, Van Den Berg D, Laird PW: Regions of focal DNA hypermethylation and long-range hypomethylation in colorectal cancer coincide with nuclear lamina-associated domains. Нат Генет. 2011,

McGary KL, Park TJ, Woods JO, Cha HJ, Wallingford JB, Marcotte EM: Systematic discovery of nonobvious human disease models through orthologous phenotypes. Проц Натл Ацад Сци УСА. 2010, 107: 6544-6549. 10.1073/pnas.0910200107.

Jiang L, Schlesinger F, Davis CA, Zhang Y, Li R, Salit M, Gingeras TR, Oliver B: Synthetic spike-in standards for RNA-seq experiments. Геноме Рес. 2011, 21: 1543-1551. 10.1101/gr.121095.111.

Heo JB, Sung S: Vernalization-mediated epigenetic silencing by a long intronic noncoding RNA. Наука. 2011, 331: 76-79. 10.1126/science.1197349.

Angel A, Song J, Dean C, Howard M: A polycomb-based switch underlying quantitative epigenetic memory. Природа. 2011, 476: 105-108. 10.1038/nature10241.


Secrets to 'extreme adaptation' found in Burmese python genome

The Burmese python's ability to ramp up its metabolism and enlarge its organs to swallow and digest prey whole can be traced to unusually rapid evolution and specialized adaptations of its genes and the way they work, an international team of biologists says in a new paper.

Lead author Todd Castoe, an assistant professor of biology at The University of Texas at Arlington College of Science, and 38 co-authors from four countries sequenced and analyzed the genome of the Burmese python, or Python molurus bivittatus. Their work is scheduled for publication this week (Dec. 2) by the Зборник радова Националне академије наука along with a companion paper on the sequencing and analysis of the king cobra (Ophiophagus hannah). The papers represent the first complete and annotated snake genomes.

Because snakes contain many of the same genes as other vertebrates, studying how these genes have evolved to produce such extreme and unique characteristics in snakes can eventually help explain how these genes function, including how they enable extreme feats of organ remodeling. Such knowledge may eventually be used to treat human diseases.

"One of the fundamental questions of evolutionary biology is how vertebrates with all the same genes display such vastly different characteristics. The Burmese python is a great way to study that because it is so extreme," Castoe, who began working on the python project as a postdoctoral fellow at the University of Colorado School of Medicine in the laboratory of associate professor and paper corresponding author David D. Pollock.

Castoe said: "We'd like to know how the snake uses genes we all have to do things that no other vertebrates can do."

The new python study calls into question previous theories that major obvious physical differences among species are caused primarily by changes in gene expression. Instead, it contends that protein adaptation, gene expression and changes in the structure of the organization of the genome itself are all at work together in determining the unusual characteristics that define snakes, and possibly other vertebrates.

Pollock said the python and king cobra studies represent a significant addition to the field of "comparative systems genomics -- the evolutionary analysis of multiple vertebrate genomes to understand how entire systems of interacting genes can evolve from the molecules on up."

He said: "I believe that such studies are going to be fundamental to our ability to understand what the genes in the human genome do, their functional mechanisms, and how and why they came to be structured the way they are."

The Burmese python's phenotype, or physical characteristics, represents one of the most extreme examples of evolutionary adaptation, the authors said. Like all snakes, its evolutionary origin included reduction in function of one lung and the elongation of its mid-section, skeleton and organs. It also has an extraordinary ability for what researchers call "physiological remodeling."

Physiological remodeling refers to the process by which pythons are able to digest meals much larger than their size, such as chickens or piglets, by ramping up their metabolism and increasing the mass of their heart, liver, small intestine and kidneys 35 percent to 150 percent in only 24 to 48 hours. As the digestion is completed, the organs return to their original size within a matter of days. The authors suggest that understanding how snakes accomplish these tremendous feats could hold vital clues for the development of treatments for many different types of human diseases.

"The Burmese python has an amazing physiology. With its genome in hand, we can now explore the many untapped molecular mechanisms it uses to dramatically increase metabolic rate, to shut down acid production, to improve intestinal function, and to rapidly increase the size of its heart, intestine, pancreas, liver, and kidneys," said Stephen Secor, associate professor of biological sciences at the University of Alabama and a co-author on the paper. 'The benefits of these discoveries transcends to the treatment of metabolic diseases, ulcers, intestinal malabsorption, Crohn's disease, cardiac hypertrophy and the loss of organ performance."

To complete their work, the research team aligned 7,442 genes from the python and cobra with genes sequences available in the Ensembl Genome Browser from other amphibians, reptile, bird and mammals. They used a statistical method called "branch site codon modeling" to look for genes that had been positively selected (or evolutionarily changed due to natural selection) in the python, the cobra, and early in snake evolution in the common ancestor of these two snakes. They found changes in hundreds of genes. They believe the results demonstrate that natural selection-driven changes in many genes that encode proteins contributed substantially to the unique characteristics of snakes.

Analyses showed a remarkable correspondence between the function of the selected genes, and the many functionally unique aspects of snake biology -- such as their unique metabolism, spine and skull shape and cell cycle regulation, Castoe said. Many of the altered genes the team observed also have prominent medical significance. For example, the python genome showed some changes to the gene GAB1, which other research suggests plays a role in breast cancer, melanomas and childhood leukemia.

In addition to changes to individual genes and their expression, researchers also found that the extreme characteristics in snakes could also be linked to duplications or losses in multigene families. Some of those include ancient loss and more recent re-evolution of high resolution vision, and their ability to detect chemical cues from the environment. Researchers also observed that, while most assume that reptile genes and genomes change at a very slow rate, snake genomes evolve at one of the fastest rates of any vertebrate.


Alex Long, '17

Alex Long, 󈧕, came to Richmond set on studying to become a doctor. He assumed he would conduct undergraduate research related to human biology, working toward his goal of attending medical school. So how did he wind up studying frog speciation

After taking biology professor Rafael de Sà’s evolution class and loving it, someone mentioned to Long that de Sà had an opening in his lab.

De Sà has spent the past 25 years studying frog speciation, using DNA sequencing to determine subtle genetic and physical differences between species, including some that may not even be visible. His most recent project involved gathering specimens of humming frogs in the Atlantic Forest in Brazil and mapping their DNA. He wanted to determine if they were all part of one large species, or if there were several smaller species contained within the large group.

“I didn’t care that we were working with frogs, rather than on human biology,” Long said. “I knew he was the mentor that I wanted.”

Long came into the lab as a few other students were graduating, which gave him the opportunity to learn from them before taking a leadership role after they left. The summer after his sophomore year, he was able to go to a conference with Dr. de Sà where the two learned about a technique called next generation sequencing, which uses the computer program Linux to run the same DNA sequencing that de Sà had been using, only with faster results. “It gives you a tree at the end of speciation with such precision and accuracy that it’s leaps and bounds ahead of anything that had been done here previously,” Long said.

The only problem: no one in de Sà’s lab knew how to use Linux. “My previous computer experience was basically being really good at Microsoft Office,” Long joked. “But because I knew how much this project meant to the lab, and I saw it’s potential, I taught myself to use Linux so that I could take all of the samples that we had from Brazil and run them through the program.”

Long’s efforts paid off. “At the end of the initial computer sequencing, we came out with three new species of frogs, with incredible precision and statistical confidence in our data,” he said. “The potential of our work makes me happy, and I’m happy to be part of Dr. de Sa’s research because of how much he cares about it.”

Long says his time in de Sà’s lab has also reinforced his love for science. “People have to put in the work, and spend their whole lives devoted to their passion, and after seeing that in Dr. de Sà, I realized that it’s reassuring that we have scientists to take these niche jobs and interests to make sure knowledge is proliferating,” Long said.

Long is still planning on going to medical school, but with three years before his MCAT score expires, he decided to take a detour. He’ll pursue a master’s degree in biomedical science policy and advocacy at Georgetown. “This program focuses on the policy aspects and how you can talk to people about science it can be a scary time to be a scientist, which is why I’m excited to learn how to advocate for myself and other scientists make sure that research and data sets aren’t lost, and that research programs aren’t shut down.”

While Long didn’t anticipate the research path he would take, he’s grateful for all he’s gained. “Through this experience, I got to learn more than I ever thought I learned about molecular biology, computations, and ecology, and I taught myself to use a software program I had no familiarity with.”

He also sees the bigger picture of how his work might play a larger role in animal conservation. “If we find a frog species that hasn’t been previously defined, and it’s in a very small pocket of land in Brazil, we have the information to advocate to protect that land because it houses an endangered species,” he said.


Погледајте видео: Гены и геном человека рассказывает профессор Константин Северинов (Може 2022).