Генетический ресурс для защиты креветок курума на фермах от болезней
Новое исследование Окинавского института науки и технологий (OIST) и Токийского университета морских наук и технологий создало полезный генетический ресурс для креветки курума. Этот вид — один из крупнейших (самки достигают 27 см в длину), обитает в Индийском и Тихом океанах. В Японии это деликатес и важный продукт рыболовства и аквакультуры (особенно на Окинаве) с начала XX века. Однако высокая плотность посадки на фермах способствует быстрому распространению болезней.
Одна из серьёзных угроз — вирусная инфекция, синдром белых пятен, один из самых опасных патогенов в мировой аквакультуре креветок. Она летальна и высококонтагиозна; вспышки могут уничтожить всю ферму за несколько дней.
«Нас интересуют взаимоотношения между объектами аквакультуры и болезнетворными бактериями и вирусами, — пояснил доктор Эйити Сёгути, руководитель группы в Морском геномном подразделении OIST. — Наличие этого генетического ресурса может быть полезно для создания устойчивой к болезням линии креветок или вакцин».
При поддержке Секции секвенирования ДНК OIST учёные использовали два метода — секвенирование генома и секвенирование транскриптома. Работа опубликована в журнале G3: Genes | Genomes | Genetics.
Геном — это полный набор генетической информации в клетке, подразделённый на гены. Гены состоят из пар оснований ДНК и содержат инструкции для создания белков. Чтобы инструкции были выполнены, ДНК сначала транскрибируется в РНК. Транскриптом — это совокупность всех таких «считанных» генов. В некотором смысле транскриптом отражает геном. Некоторые гены могут быть связаны с устойчивостью к болезням, а у отдельных особей могут быть их варианты, дающие повышенную резистентность. Если эти гены идентифицировать, можно вывести устойчивую линию креветок.
Сначала учёные расшифровали геном. Они взяли одну креветку курума с коммерческой фермы на Окинаве и получили начальные последовательности. Это дало множество коротких последовательностей ДНК, которые было сложно собрать — как пазл без картинки. Затем с помощью второй технологии они создали более длинные, но менее точные последовательности ДНК — «каркас» генома. Объединив оба типа данных, они собрали черновой вариант генома.
Затем исследователи проанализировали 49 образцов РНК от разных особей (взрослых и личинок). Это дало 66 406 высококачественных «считываний» генов — черновой вариант транскриптома.
«Геном креветки курума предоставляет нам полный каталог генов, связанных с иммунитетом, — объяснил Сатоси Кавато, ведущий автор статьи и аспирант Лаборатории геномных наук Токийского университета морских наук и технологий. — Это позволит лучше понять, как креветки реагируют на патогены, и поможет разработать стратегии предотвращения вспышек болезней. Геномные ресурсы также помогут изучить другие аспекты биологии креветок, такие как рост и размножение».
При сравнении с родственными видами — гигантской тигровой креветкой и белоногой креветкой — оказалось, что почти 70% генов одинаковы у всех трёх видов, что говорит о высокой степени сохранности генов.
«Мы считаем, что это послужит полезным ресурсом для фундаментальных исследований биологии креветок, — заключил доктор Сёгути. — Но его также можно использовать для управления рыболовством и создания программ селекции».