Стронгилоцентротус пурпурный

Стронгилоцентротус пурпурный
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	животное
Тип:	Иглокожие
Сорт:	Эхинодея
Заказ:	Камародонта
Семья:	Стронгилоцентротиды
Род:	Стронгилоцентротус
Разновидность:	Св. фиолетовый
Биномиальное имя
	Стронгилоцентротус пурпурный ; (Стимпсон, 1857 г.)

Strongylocentrotus purpuratus — вид морского ежа семейства Strongylocentrotidae , широко известный как пурпурный морской еж. Он обитает вдоль восточного края Тихого океана, простираясь от Энсенады , Мексика , до Британской Колумбии , Канада . ^{[ 1 ]} Этот вид морских ежей имеет темно-фиолетовый цвет и обитает в нижних приливных и прибрежных субприливных сообществах. Его яйца имеют оранжевый цвет, когда они выделяются в воду. ^{[ 2 ]} Январь, февраль и март являются типичными месяцами активной репродуктивной функции для этого вида. Половой зрелости достигают около двух лет. ^{[ 3 ]} Обычно он вырастает до диаметра около 10 см (4 дюйма) и может жить до 70 лет. ^{[ 4 ]}

Strongylocentrotus purpuratus используется в качестве модельного организма , и его геном был первым геномом иглокожих, который был секвенирован. ^{[ 5 ]}

Роль в биомедицинских исследованиях

Первоначальное открытие трех различных эукариотических ДНК-зависимых РНК-полимераз было сделано с использованием S. purpuratus в качестве модельного организма. ^{[ 6 ]} Хотя эмбриональное развитие по-прежнему является основной частью использования морских ежей, исследования роли ежа как эволюционного чуда становятся все более частыми. Ортологи болезней человека побудили ученых исследовать потенциальное терапевтическое использование последовательностей, обнаруженных у Strongylocentrotus purpuratus . Например, в 2012 году ученые из Университета Сент-Эндрюс начали исследовать вирусную область «2А» в S. purpuratus . геноме ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} что может быть полезно для исследования болезни Альцгеймера и рака. Исследование выявило последовательность, которая может вернуть клетки в состояние, подобное «стволовым клеткам», что позволяет улучшить варианты лечения. ^{[ 7 ]} Этот вид также был кандидатом в исследованиях долголетия, особенно из-за его способности регенерировать поврежденные или стареющие ткани. Другое исследование, сравнивающее «молодых» и «старых», показало, что даже у видов с разной продолжительностью жизни «регенеративный потенциал» сохраняется у более старых особей, поскольку они не испытывают существенных недостатков по сравнению с более молодыми. ^{[ 9 ]}

Онлайн-база данных модельных организмов

Echinobase — это база данных модельных организмов пурпурного морского ежа и ряда других иглокожих.

Геном

Геном пурпурного морского ежа был полностью секвенирован и аннотирован в 2006 году группами ученых из более чем 70 учреждений, включая Морскую лабораторию Керкхоффа в Калифорнийском технологическом институте , а также Центр секвенирования генома человека в Медицинском колледже Бэйлора . ^{[ 10 ]} Новая улучшенная версия генома фиолетового морского ежа, Strongylocentrotus purpuratus v5.0, теперь доступна на Echinobase . S. purpuratus - один из нескольких модельных организмов для биомедицинских исследований в области клеточной биологии и биологии развития. ^{[ 11 ]} Морской еж — первое животное с секвенированным геномом, которое (1) является свободноживущим подвижным морским беспозвоночным ; (2) имеет двусторонне организованный эмбрион, но у взрослого человека радиальное строение тела; (3) имеет эндоскелет и водную сосудистую систему, обнаруженные только у иглокожих ; и (4) имеет неадаптированную иммунную систему , уникальную своей огромной сложностью репертуара рецепторов. ^{[ 12 ]}

По оценкам, геном морского ежа кодирует около 23 500 генов. S. purpuratus содержит 353 протеинкиназы, содержащие представителей 97% подсемейств киназ человека. ^{[ 13 ]} Многие из этих генов ранее считались инновациями позвоночных или были известны только из групп, не относящихся к вторичноротым . Команда, секвенировавшая этот вид, пришла к выводу, что некоторые гены не являются специфичными для позвоночных , как считалось ранее, в то время как другие гены все же были обнаружены у ежей, но не у хордовых.

Геном в значительной степени не дублирован, что делает его очень похожим на геном позвоночных, но без сложности. Например, было обнаружено от 200 до 700 хемосенсорных генов, у которых отсутствовали интроны — особенность, типичная для позвоночных. ^{[ 13 ]} Таким образом, геном морского ежа можно сравнить с нашим собственным геномом и геномом других вторичноротых , более крупной группы, к которой принадлежат и иглокожие , и люди. ^{[ 12 ]} Морские ежи также являются ближайшими родственниками хордовых. ^{[ 13 ]} По самым строгим меркам фиолетовый морской еж и человек имеют 7700 общих генов. ^{[ 14 ]} Многие из этих генов участвуют в восприятии окружающей среды. ^{[ 15 ]} факт удивительный для животного, не имеющего строения головы.

У морского ежа также есть защитное химическое вещество , которое реагирует на стресс и удаляет потенциально токсичные химические вещества. ^{[ 13 ]} S. purpuratus Иммунная система содержит врожденные рецепторы патогенов, такие как Toll-подобные рецепторы , и гены, кодирующие LRR . Были идентифицированы гены биоминерализации , которые не были аналогами типичных SCCP позвоночных человека и кодировали трансмембранные белки, такие как P16 . Существует множество ортологов генов, связанных с заболеваниями человека, таких как Рилин (из синдрома лиссэнцефалии Нормана-Робертса ) и многих цитоскелетных белков сети синдрома Ушера, таких как Usherin и VLGR1 . ^{[ 13 ]}

Увеличение концентрации углекислого газа влияет на эпигеном , экспрессию генов и фенотип пурпурного морского ежа. Концентрация углекислого газа также уменьшает размер личинок, что указывает на то, что на их приспособленность может отрицательно повлиять. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

Экология

Пурпурный морской еж, наряду с морскими каланами и ушками , является видным членом лесного сообщества водорослей. ^{[ 18 ]} Пурпурный морской еж также играет ключевую роль в исчезновении лесов водорослей, которое в настоящее время происходит из-за изменения климата; ^{[ 19 ]} Когда ежи полностью уничтожают водоросли с территории, в результате ежи становятся бесплодными .

Использовать в пищу

Морские ежи, такие как фиолетовый морской еж, использовались в пищу коренными народами Калифорнии , которые ели желтую яичную массу сырой. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}

В Калифорнии пик роста гонад (и, следовательно, пик съедобности) приходится на сентябрь – октябрь. ^{[ 22 ]} В начале сезона гонады все еще растут, и урожайность будет меньше. С ноября развиваются гонады, однако стресс при добыче может вызвать нерест, что приведет к снижению качества.

См. также

Arbacia punctulata , атлантический пурпурный морской еж.

Ссылки

^ Рикеттс Э.Ф., Кэлвин Дж. Между тихоокеанскими приливами. 3-е изд. 1962, Дж. У. Хеджпет. XII 516. Издательство Стэнфордского университета, Стэнфорд, Калифорния. 1939 год
^ «Исследование морских ежей | АГУ - спросите биолога» . askabiological.asu.edu . 16 апреля 2010 г. Проверено 5 декабря 2016 г.
^ «Стронгилоцентротус пурпуратус» . Сеть разнообразия животных . Проверено 5 декабря 2016 г.
^ Т. А. Эберт, Дж. Р. Саутон, 2003. Рыба. Бык. 101, 915
^ Аршинов, Брэдли I; Кэри, Грегори А; Карими, Камран; Фоли, Сирша; Агалаков Сергей; Дельгадо, Франциско; Лотай, Ванит С; Ку, Кэролайн Дж; Пеллс, Трой Дж; Битман, Томас Р.; Ким, Юджин; Кэмерон, Р. Эндрю; Визе, Питер Д; Телмер, Шерил А; Кроче, Дженифер С; Эттенсон, Чарльз А; Хинман, Вероника Ф (7 января 2022 г.). «Эхинобаза: использование существующей базы данных модельных организмов для создания базы знаний, поддерживающей исследования в области геномики и биологии иглокожих» . Исследования нуклеиновых кислот . 50 (Д1): Д970–Д979. дои : 10.1093/nar/gkab1005 . ПМЦ 8728261 . ПМИД 34791383 .
^ Редер, Р.Г.; Раттер, WJ (1969). «Множественные формы ДНК-зависимых в эукариотических организмах» (PDF) . Природа . 224 (5216): 234–237. дои : 10.1038/224234a0 . ПМИД 5344598 . S2CID 4283528 .
^ Jump up to: ^а ^б «Морские ежи могут содержать генетический ключ к лечению некоторых болезней» . Проверено 5 декабря 2016 г.
^ Райан, доктор Мартин. «М. Райан» . www.st-andrews.ac.uk . Архивировано из оригинала 30 декабря 2016 г. Проверено 12 декабря 2016 г.
^ Боднар, Андреа Г.; Коффман, Джеймс А. (01 августа 2016 г.). «Поддержание регенерации соматических тканей с возрастом у коротко- и долгоживущих видов морских ежей» . Стареющая клетка . 15 (4): 778–787. дои : 10.1111/acel.12487 . ISSN 1474-9726 . ПМЦ 4933669 . ПМИД 27095483 .
^ «Геном калифорнийского пурпурного морского ежа, секвенированный международной командой | Калифорнийский технологический институт» . Калифорнийский технологический институт . Проверено 5 декабря 2016 г.
^ «Белая книга ГУ» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 31 октября 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б Содергрен, Э.; Содергрен, генеральный менеджер; Вайншток, Э.Г.; Дэвидсон, РА; Кэмерон, РА; Гиббс, Р.К.; Ангерер, Л.М.; Ангерер, Мичиган; Арноне, ДР; Берджесс, РД; Берк, Дж.А.; Коффман, М.; Дин, MR; Элфик, Калифорния; Эттенсон, КР; Фольц, А.; Хамдун, РОД; Хайнс, Вашингтон; Кляйн, В.; Марзлафф, ДР; Макклей, РЛ; Моррис, А.; Мушегян, JP; Раст, ЛК; Смит, MC; Торндайк, В.Д.; Вакье, генеральный менеджер; Вессель, Г.; Рэй, Л.; и др. (2006). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–952. Бибкод : 2006Sci...314..941S . дои : 10.1126/science.1133609 . ПМК 3159423 . ПМИД 17095691 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Содергрен, Э; Вайншток, генеральный директор; Дэвидсон, Э.Х.; и др. (10 ноября 2006 г.). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–952. Бибкод : 2006Sci...314..941S . дои : 10.1126/science.1133609 . ISSN 0036-8075 . ПМК 3159423 . ПМИД 17095691 .
^ Матерна, СК, К. Берни и Р.А. Кэмерон. 200 6а. Геном S. purpuratus : сравнительная перспектива» Dev. Biol. 300: 485-495.
^ Берк, РД; Ангерер, Л.М.; Элфик, MR; Хамфри, GW; Ягучи, С.; Кияма, Т.; Лян, С.; Му, Х.; Агджа, К.; Кляйн, WH; Брандхорст, BP; Роу, М.; Уилсон, К.; Черчер, AM; Тейлор, Дж. С.; Чен, Н.; Мюррей, Г.; Ван, Д.; Меллотт, Д.; Олински, Р.; Халлбёк, Ф.; Торндайк, MC (2006). «Геномный взгляд на нервную систему морского ежа» . Дев. Биол . 300 (1): 434–460. дои : 10.1016/j.ydbio.2006.08.007 . ПМК 1950334 . ПМИД 16965768 .
^ Дони, Скотт С.; Буш, Д. Шаллин; Кули, Сара Р.; Кроекер, Кристи Дж. (17 октября 2020 г.). «Воздействие закисления океана на морские экосистемы и зависимые от них человеческие сообщества» . Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 45 (1): 83–112. doi : 10.1146/annurev-environ-012320-083019 . ISSN 1543-5938 .
^ Келли, Морган В.; Падилья-Гаминьо, Жаклин Л.; Хофманн, Гретхен Э. (август 2013 г.). «Естественная изменчивость и способность адаптироваться к закислению океана у краеугольного морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Биология глобальных изменений . 19 (8): 2536–2546. Бибкод : 2013GCBio..19.2536K . дои : 10.1111/gcb.12251 . ПМИД 23661315 . S2CID 27096322 .
^ Пирс, Дж.С. (2006). «Экологическая роль фиолетовых морских ежей» . Наука . 314 (5801): 940–941. Бибкод : 2006Sci...314..940P . дои : 10.1126/science.1131888 . ПМИД 17095690 .
^ Провост, Юан Дж.; Келахер, Брендан П. (2017). «Вызванные климатом различия в экологических взаимодействиях угрожают сохранению лесов из водорослей». Биология глобальных изменений . 23 (1): 353–361. Бибкод : 2017GCBio..23..353P . дои : 10.1111/gcb.13414 . ПМИД 27392308 . S2CID 205143756 .
^ Д. Свитнэм и др., Калифорния, Куп. Океаническая рыба. Инвестируйте. Реп. 46: 10 (2005).
^ Хейзер, Роберт Флеминг; Эльзассер, Альберт Б. (1 января 1980 г.). Природный мир индейцев Калифорнии . Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520038967 .
^ «Пурпурный морской еж | Калифорнийский морской грант» . Caseagrant.ucsd.edu . Проверено 14 декабря 2020 г.

Внешние ссылки

Strongylocentrotus purpuratus Информация о
Веб-система информации о геноме иглокожих
Геном Strongylocentrotus purpuratus в браузере генома UCSC
Фотографии Strongylocentrotus purpuratus из коллекции Sealife.

[1] Рикеттс Э.Ф., Кэлвин Дж. Между тихоокеанскими приливами. 3-е изд. 1962, Дж. У. Хеджпет. XII 516. Издательство Стэнфордского университета, Стэнфорд, Калифорния. 1939 год

[2] «Исследование морских ежей | АГУ - спросите биолога» . askabiological.asu.edu . 16 апреля 2010 г. Проверено 5 декабря 2016 г.

[3] «Стронгилоцентротус пурпуратус» . Сеть разнообразия животных . Проверено 5 декабря 2016 г.

[4] Т. А. Эберт, Дж. Р. Саутон, 2003. Рыба. Бык. 101, 915

[5] Аршинов, Брэдли I; Кэри, Грегори А; Карими, Камран; Фоли, Сирша; Агалаков Сергей; Дельгадо, Франциско; Лотай, Ванит С; Ку, Кэролайн Дж; Пеллс, Трой Дж; Битман, Томас Р.; Ким, Юджин; Кэмерон, Р. Эндрю; Визе, Питер Д; Телмер, Шерил А; Кроче, Дженифер С; Эттенсон, Чарльз А; Хинман, Вероника Ф (7 января 2022 г.). «Эхинобаза: использование существующей базы данных модельных организмов для создания базы знаний, поддерживающей исследования в области геномики и биологии иглокожих» . Исследования нуклеиновых кислот . 50 (Д1): Д970–Д979. дои : 10.1093/nar/gkab1005 . ПМЦ 8728261 . ПМИД 34791383 .

[Nature-6] Редер, Р.Г.; Раттер, WJ (1969). «Множественные формы ДНК-зависимых в эукариотических организмах» (PDF) . Природа . 224 (5216): 234–237. дои : 10.1038/224234a0 . ПМИД 5344598 . S2CID 4283528 .

[phys.org-7] Jump up to: ^а ^б «Морские ежи могут содержать генетический ключ к лечению некоторых болезней» . Проверено 5 декабря 2016 г.

[8] Райан, доктор Мартин. «М. Райан» . www.st-andrews.ac.uk . Архивировано из оригинала 30 декабря 2016 г. Проверено 12 декабря 2016 г.

[9] Боднар, Андреа Г.; Коффман, Джеймс А. (01 августа 2016 г.). «Поддержание регенерации соматических тканей с возрастом у коротко- и долгоживущих видов морских ежей» . Стареющая клетка . 15 (4): 778–787. дои : 10.1111/acel.12487 . ISSN 1474-9726 . ПМЦ 4933669 . ПМИД 27095483 .

[10] «Геном калифорнийского пурпурного морского ежа, секвенированный международной командой | Калифорнийский технологический институт» . Калифорнийский технологический институт . Проверено 5 декабря 2016 г.

[11] «Белая книга ГУ» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 31 октября 2009 г.

[genome-12] Jump up to: ^а ^б Содергрен, Э.; Содергрен, генеральный менеджер; Вайншток, Э.Г.; Дэвидсон, РА; Кэмерон, РА; Гиббс, Р.К.; Ангерер, Л.М.; Ангерер, Мичиган; Арноне, ДР; Берджесс, РД; Берк, Дж.А.; Коффман, М.; Дин, MR; Элфик, Калифорния; Эттенсон, КР; Фольц, А.; Хамдун, РОД; Хайнс, Вашингтон; Кляйн, В.; Марзлафф, ДР; Макклей, РЛ; Моррис, А.; Мушегян, JP; Раст, ЛК; Смит, MC; Торндайк, В.Д.; Вакье, генеральный менеджер; Вессель, Г.; Рэй, Л.; и др. (2006). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–952. Бибкод : 2006Sci...314..941S . дои : 10.1126/science.1133609 . ПМК 3159423 . ПМИД 17095691 .

[ncbi.nlm.nih.gov-13] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Содергрен, Э; Вайншток, генеральный директор; Дэвидсон, Э.Х.; и др. (10 ноября 2006 г.). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–952. Бибкод : 2006Sci...314..941S . дои : 10.1126/science.1133609 . ISSN 0036-8075 . ПМК 3159423 . ПМИД 17095691 .

[14] Матерна, СК, К. Берни и Р.А. Кэмерон. 200 6а. Геном S. purpuratus : сравнительная перспектива» Dev. Biol. 300: 485-495.

[15] Берк, РД; Ангерер, Л.М.; Элфик, MR; Хамфри, GW; Ягучи, С.; Кияма, Т.; Лян, С.; Му, Х.; Агджа, К.; Кляйн, WH; Брандхорст, BP; Роу, М.; Уилсон, К.; Черчер, AM; Тейлор, Дж. С.; Чен, Н.; Мюррей, Г.; Ван, Д.; Меллотт, Д.; Олински, Р.; Халлбёк, Ф.; Торндайк, MC (2006). «Геномный взгляд на нервную систему морского ежа» . Дев. Биол . 300 (1): 434–460. дои : 10.1016/j.ydbio.2006.08.007 . ПМК 1950334 . ПМИД 16965768 .

[16] Дони, Скотт С.; Буш, Д. Шаллин; Кули, Сара Р.; Кроекер, Кристи Дж. (17 октября 2020 г.). «Воздействие закисления океана на морские экосистемы и зависимые от них человеческие сообщества» . Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 45 (1): 83–112. doi : 10.1146/annurev-environ-012320-083019 . ISSN 1543-5938 .

[17] Келли, Морган В.; Падилья-Гаминьо, Жаклин Л.; Хофманн, Гретхен Э. (август 2013 г.). «Естественная изменчивость и способность адаптироваться к закислению океана у краеугольного морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Биология глобальных изменений . 19 (8): 2536–2546. Бибкод : 2013GCBio..19.2536K . дои : 10.1111/gcb.12251 . ПМИД 23661315 . S2CID 27096322 .

[18] Пирс, Дж.С. (2006). «Экологическая роль фиолетовых морских ежей» . Наука . 314 (5801): 940–941. Бибкод : 2006Sci...314..940P . дои : 10.1126/science.1131888 . ПМИД 17095690 .

[19] Провост, Юан Дж.; Келахер, Брендан П. (2017). «Вызванные климатом различия в экологических взаимодействиях угрожают сохранению лесов из водорослей». Биология глобальных изменений . 23 (1): 353–361. Бибкод : 2017GCBio..23..353P . дои : 10.1111/gcb.13414 . ПМИД 27392308 . S2CID 205143756 .

[20] Д. Свитнэм и др., Калифорния, Куп. Океаническая рыба. Инвестируйте. Реп. 46: 10 (2005).

[21] Хейзер, Роберт Флеминг; Эльзассер, Альберт Б. (1 января 1980 г.). Природный мир индейцев Калифорнии . Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520038967 .

[22] «Пурпурный морской еж | Калифорнийский морской грант» . Caseagrant.ucsd.edu . Проверено 14 декабря 2020 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]