科学家测序蜘蛛胶基因

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:458 /
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研究人员首次公布了两个基因的完整序列,这两个基因允许蜘蛛产生胶水,胶水是一种改良版的丝,可以让蜘蛛的猎物粘在网里。蜘蛛丝上的水滴和胶水。影像学分:汉斯·布拉克迈尔。蜘蛛在它们的生命周期中使用一系列不同寻常的丝和丝衍生材料用于各种应用,从包装猎物和蛋盒,到制造网、生命线和猎物捕捉胶......

研究人员首次公布了两个基因的完整序列,这两个基因允许蜘蛛产生胶水,胶水是一种改良版的丝,可以让蜘蛛的猎物粘在网里。

Droplets of water and glue on spider silk. Image credit: Hans Braxmeier.

蜘蛛丝上的水滴和胶水。影像学分:汉斯·布拉克迈尔。

蜘蛛在它们的生命周期中使用一系列不同寻常的丝和丝衍生材料用于各种应用,从包装猎物和蛋盒,到制造网、生命线和猎物捕捉胶。

单个圆形织网蜘蛛,即那些构建空中捕捉网的蜘蛛,可以有多达七种不同的丝类型,每种丝都是在腹部的特殊腺体中产生的。

牵引丝构成了圆形网的框架,以其与钢相当的韧性而闻名。

网的捕获螺旋线由鞭毛丝制成,与其他丝相比,鞭毛丝具有很高的延展性。

在捕捉线上形成液滴的粘性胶由聚集腺体内产生的改性丝蛋白和其他化合物组成,其功能是留住被蜘蛛丝陷阱捕捉的猎物。

“我们认为蜘蛛胶作为有机害虫控制的应用潜力巨大。毕竟,这种东西是进化来捕捉昆虫猎物的,”巴尔的摩郡马里兰大学的博士后研究员萨拉·斯特勒瓦根博士说。

“例如,农民可以沿着谷仓的墙壁喷洒胶水,以保护他们的牲畜免受昆虫的叮咬或导致疾病,然后可以冲洗掉胶水,而不用担心危险的杀虫剂污染水道。”

“他们可以用类似的胶水来保护农作物免受害虫的侵害。它也可以应用于蚊子传播疾病流行的地区。和它一起玩也可能很有趣。”

Stellwagen博士和她的同事,通用技术服务有限责任公司的Rebecca Renberg博士,对两个胶水基因进行了测序和组装& # 8212;称为聚合蜘蛛蛋白1(AGS 1)和聚合蜘蛛蛋白2(AGS 2)& # 8212;来自圆网蜘蛛种的集合腺体。

“当我们开始这个项目时,我们期望快速对胶水基因进行测序,然后在我们从序列中学到的基础上继续前进。相反,我们花了两年时间才最终确定了序列,”斯泰尔瓦根博士说。

AgSp2基因有20,526个碱基对长& # 8212;大约和已知最长的蜘蛛丝基因一样长。

令人惊讶的是,AgSp1更大,组织结构不同,包含42,270个碱基对。

“它最终成为了一个基因的庞然大物,这个基因是以前最大的丝基因的两倍多,”Stellwagen博士说。

“这是一条漫长而艰难的路,直到有一天,我在实验室找到伦伯格博士,说‘我认为我们的基因有42000个碱基长’。我想我们已经完成了。最终,它在一项尖端技术上冒险,最终产生了完整的序列。"

AgSp1基因不仅特别长,而且像蜘蛛丝基因一样,它有许多相同碱基序列的重复& # 8212;a、T、G和C & # 8212在中间。

“既然我们已经有了发现全长丝基因的方案,那么其他物种的丝长什么样呢?”斯特勒瓦根博士说。

“我非常兴奋,我终于能够解开这个谜题,因为它实在太难了。虽然这是一个比我们预期的要大得多的挑战,但最终我们学到了很多,我很高兴把它展示给下一个试图解决一些荒谬基因的人。”

该发现发表在《G3:基因、基因组、遗传学》杂志上。

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Sarah D. Stellwagen & amp丽贝卡·伦伯格。2019.走向蜘蛛胶:超长重复丝家族基因AgSp1和AgSp2的长阅读支架,洞察功能适应。G3:基因,基因组,遗传学9(6):1909-1919;doi: 10.1534/g3.119.400065


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