Учёные создали библиотеки кДНК для первого секвенированного генома ящерицы

Учёные из Центра геномики и биоинформатики Университета Индианы в Блумингтоне создали библиотеки кДНК для первого в истории секвенирования генома рептилии, не являющейся птицей — североамериканской зелёной анолисовой ящерицы (Anolis carolinensis). Исследование генома появилось в сети в начале месяца и было опубликовано 29 сентября в журнале Nature.

Участие центра, под руководством директора по геномике Джона Колборна и научного сотрудника Закари Смита, было сосредоточено на создании ресурсов кДНК. Эти ресурсы использовались для обнаружения и характеристики транскриптов (копий последовательности ДНК в виде РНК) генов анолиса, экспрессируемых в различных условиях. Полученные последовательности помогли определить структуру генов Anolis, включая альтернативные транскрипты, которые производят разные формы белков.

Библиотека кДНК (комплементарной ДНК) представляет собой клонированные фрагменты ДНК, вставленные в клетки-хозяева, которые вместе отражают часть транскриптома организма. Ресурс Anolis хранится в Университете Индианы для распространения в научном сообществе.

Учёные особенно заинтересованы в первом геноме рептилии для понимания эволюции амниотического яйца и эволюции позвоночных в целом, так как появление такого яйца позволило позвоночным завоевать наземные среды. Среди амниот ранее были доступны последовательности геномов млекопитающих и птиц, но не не-птичьих рептилий.

Работая в команде из 50 учёных под руководством со-первых авторов Джессики Альфёльди и Федерики Ди Пальма из Broad Institute, Колборн и Смит создали ряд нормализованных библиотек кДНК из различных тканей анолиса для секвенирования, чтобы облегчить аннотацию генов.

Анолисы считаются модельными организмами для лабораторных исследований функций организма и полевых исследований экологии и эволюции, поскольку они являются классическим примером адаптивной радиации — процесса, когда новые родственные виды адаптируются для заполнения экологических ниш. Национальный институт исследования генома человека выбрал A. carolinensis в качестве модельной рептилии для геномных исследований из-за эволюционной ценности разнообразия этого рода, который насчитывает 400 видов в Карибском бассейне и Америках.

Некоторые из первоначальных выводов исследования:

• Около 100 консервативных некодирующих элементов в геноме человека (уже не способных копировать и вставлять себя) происходят от оставшихся мобильных элементов в геноме ящерицы.
• Сравнение белков, обнаруженных в яйцах зелёного анолиса и курицы, показало, что гены, связанные с яйцом, у обоих видов эволюционируют быстро.
• Были идентифицированы гены, связанные с цветовым зрением, от которого анолисы зависят при выборе партнёра.
• Первый анализ микрохромосом генома анолиса выявил полное отсутствие изохор — областей генома с высокой или низкой концентрацией нуклеотидов гуанина и цитозина, которые придают человеческим хромосомам характерную полосатую структуру.
• Были обнаружены половые хромосомы зелёного анолиса, и, как у людей (и в отличие от птиц), они оказались типа XX и XY. У самцов птиц две одинаковые половые хромосомы (ZZ), а у самок — две разные (ZW).