سترونجيلوسنتروتوس بوربوراتوس

تمّ فكّ شفرة جينوم قنفذ البحر الأرجواني بالكامل وشرحه في عام 2006 بواسطة فرق من العلماء من أكثر من 70 مؤسسة، بما في ذلك مختبر كيركوف البحري في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، ومركز تسلسل الجينوم البشري في كلية بايلور للطب . ^{[ 6 ]} يتوفر الآن إصدار جديد مُحسّن من جينوم قنفذ البحر الأرجواني، Strongylocentrotus purpuratus v5.0، على قاعدة بيانات Echinobase . يُعدّ قنفذ البحر الأرجواني أحد الكائنات النموذجية العديدة المستخدمة في البحوث الطبية الحيوية في علم الأحياء الخلوي والتطوري. ^{[ 7 ]} يُعتبر قنفذ البحر أول حيوان ذي جينوم مُتسلسل يتميز بما يلي: (1) كونه لافقاريًا بحريًا حرّ المعيشة ومتحركًا ؛ (2) امتلاكه جنينًا ثنائي التناظر، بينما يمتلك جسمًا بالغًا شعاعيًا؛ (3) امتلاكه هيكلًا داخليًا وجهازًا وعائيًا مائيًا لا يوجد إلا في شوكيات الجلد . و(4) يمتلك جهاز مناعة غير تكيفي فريد من نوعه في التعقيد الهائل لمجموعة مستقبلاته. ^{[ 8 ]}

يُقدّر أن جينوم قنفذ البحر يحتوي على حوالي 23,500 جين. يمتلك قنفذ البحر الأرجواني (S. purpuratus) 353 كيناز بروتيني، تضم أعضاءً من 97% من عائلات الكيناز الفرعية البشرية. ^{[ 9 ]} كان يُعتقد سابقًا أن العديد من هذه الجينات ابتكارات خاصة بالفقاريات، أو أنها كانت معروفة فقط من مجموعات خارج ثانويات الفم . وخلص الفريق الذي قام بتسلسل هذا النوع إلى أن بعض الجينات ليست خاصة بالفقاريات كما كان يُعتقد سابقًا، بينما وُجدت جينات أخرى في قنفذ البحر دون وجودها في الحبليات.

يتميز جينوم قنفذ البحر بقلة تكراره إلى حد كبير، مما يجعله مشابهًا جدًا لجينوم الفقاريات، ولكنه أقل تعقيدًا. فعلى سبيل المثال، وُجد ما بين 200 و700 جين كيميائي حسي يفتقر إلى الإنترونات ، وهي سمة مميزة للفقاريات. ^{[ 9 ]} وبالتالي، يوفر جينوم قنفذ البحر مقارنة بجينومنا وجينومات ثانويات الفم الأخرى ، وهي المجموعة الأكبر التي ينتمي إليها كل من شوكيات الجلد والبشر. ^{[ 8 ]} كما يُعد قنفذ البحر أقرب الكائنات الحية صلةً بالحبليات. ^{[ 9 ]} وباستخدام أدق المعايير، يتشارك قنفذ البحر الأرجواني والبشر في 7700 جين. ^{[ 10 ]} ويشارك العديد من هذه الجينات في استشعار البيئة، ^{[ 11 ]} وهي حقيقة مثيرة للدهشة بالنسبة لحيوان يفتقر إلى بنية رأس.

يمتلك قنفذ البحر أيضًا جهازًا دفاعيًا كيميائيًا يتفاعل عند استشعار الإجهاد للتخلص من المواد الكيميائية السامة المحتملة. ^{[ 12 ] [ 9 ]} يحتوي الجهاز المناعي لقنفذ البحر الأرجواني (S. purpuratus) على مستقبلات فطرية لمسببات الأمراض، مثل مستقبلات تول، وجينات تُشفّر بروتينات LRR . وقد تم تحديد جينات مسؤولة عن التمعدن الحيوي، وهي ليست نظائر للنوع النموذجي في الفقاريات البشرية (SCCPs)، ^{[ 13 ]} وتُشفّر بروتينات غشائية مثل P16 . توجد العديد من الجينات المتماثلة المرتبطة بأمراض بشرية، مثل الريلين (من متلازمة نورمان-روبرتس لانسلينسيفالي )، والعديد من بروتينات الهيكل الخلوي لشبكة متلازمة أشر، مثل الأشرين و VLGR1 . ^{[ 9 ]}

تؤثر زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون على الإبيجينوم ، والتعبير الجيني ، والنمط الظاهري لقنفذ البحر الأرجواني. كما يقلل تركيز ثاني أكسيد الكربون من حجم يرقاته، مما يشير إلى احتمال تأثر لياقتها سلبًا . ^{[ 14 ] [ 15 ]}

استُخدمت قنافذ البحر، مثل قنفذ البحر الأرجواني، كغذاء من قبل السكان الأصليين في كاليفورنيا ، الذين كانوا يأكلون كتلة البيض الصفراء نيئة. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

في كاليفورنيا، يبلغ موسم نمو الغدد التناسلية ذروته (وبالتالي ذروة صلاحيتها للأكل ) في شهري سبتمبر وأكتوبر. ^{[ 21 ]} في بداية الموسم، لا تزال الغدد التناسلية في طور النمو، وبالتالي يكون المحصول أقل. ابتداءً من نوفمبر، تكتمل الغدد التناسلية، إلا أن الإجهاد الناتج عن الحصاد قد يحفز التبويض، مما يقلل من الجودة.

تم العثور على ثلاثة أنواع متميزة من بوليميرازات الحمض النووي الريبي المعتمدة على الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA ) في الكائن النموذجي S. purpuratus . ^{[ 22 ]} إلى جانب دراسة التطور الجنيني ، دفعت الجينات المتماثلة للأمراض البشرية العلماء إلى البحث في الاستخدامات العلاجية المحتملة للتسلسلات الموجودة في Strongylocentrotus purpuratus . في عام 2012، بدأ علماء في جامعة سانت أندروز بدراسة المنطقة الفيروسية "2A" في جينوم S. purpuratus ^{[ 23 ] [ 24 ]} والتي قد تكون مفيدة في أبحاث مرض الزهايمر والسرطان. حددت الدراسة تسلسلًا يمكنه إعادة الخلايا إلى حالة شبيهة بالخلايا الجذعية. ^{[ 23 ]} جعلت هذه السمة هذا النوع مرشحًا في دراسات طول العمر، لا سيما بسبب قدرته على تجديد الأنسجة التالفة أو المتقدمة في السن، وهو ما وُجد أنه ينطبق على العينات الأكبر سنًا حيث لم تعانِ من أي عيوب كبيرة مقارنة بالعينات الأصغر سنًا. ^{[ 25 ]}