Учёные впервые полностью расшифровали геном бананового слизня
Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (UC Santa Cruz) завершили первое полное (end-to-end) секвенирование генома тихоокеанского бананового слизня — вида, который является символом прибрежных лесов секвойи в Калифорнии и талисманом университета.
Опубликованный геном станет ресурсом для дальнейшего изучения уникальной генетики слизней, которая отвечает за такие их характеристики, как знаменитый желеобразный, вызывающий онемение слизь, а также способность к самооплодотворению.
Этот проект может повлиять на природоохранную политику в условиях изменения климата, так как является частью более масштабного California Conservation Genomics Project (CCGP). Эта совместная работа учёных из системы UC направлена на создание полных референсных геномов 230 видов растений и животных, которые являются исчезающими, эндемичными или иным образом важными для биоразнообразия штата.
Команда под руководством профессора биомолекулярной инженерии Рассела Корбетт-Детига опубликовала результаты в журнале Journal of Heredity. Их работа также выделяет три основные популяции тихоокеанского бананового слизня в Калифорнии.
"Прелесть банановых слизней в том, что они мало перемещаются, поэтому они репрезентативны для климата, в котором их находят", — сказал Корбетт-Детиг. — "Это может быть очень интересно с точки зрения их связи с окружающей средой по сравнению с другими видами в штате".
Изучение слизней
Исследование сосредоточено на тихоокеанском банановом слизне (Ariolimax columbianus), который считается "типовым видом" для банановых слизней. Его способность к самооплодотворению ("selfing") влияет на популяции и делает их особенно интересными для изучения.
"Мы хотим понять, как популяции связаны друг с другом и есть ли изолированные популяции в определённых областях", — сказал Макс Дженетти, аспирант лаборатории Корбетт-Детига и первый автор статьи. — "Неясно, как часто они на самом деле скрещиваются друг с другом, а как часто просто размножаются сами с собой или с очень близкородственными особями".
Слизистая проблема
При попытке секвенировать ДНК слизня в рамках учебной программы для выпускников UCSC выяснилось, что это особенно сложно из-за физических и химических свойств их липкой слизи. Это мотивировало команду создать полную последовательность генома.
Учёные собрали образцы ДНК более чем от 100 особей по всей Калифорнии, научившись эффективно извлекать ДНК, несмотря на слизь с уникальным молекулярным составом.
"По сути, вам нужно напрямую работать со слизью — это первое, от чего вы избавляетесь. Затем вы можете экстрагировать ДНК и отделить всё остальное", — пояснил Дженетти.
После экстракции ДНК была секвенирована и собрана в полный геном. Геном бананового слизня составил 2.3 гигабазы — что относительно близко к размеру человеческого генома в 3.4 гигабазы.
"Как только геном опубликован, можно узнать многое другое", — сказала Мерли Эскалона, ведущая сборку референсных геномов для всего CCGP. — "После добавления информации о генах через аннотацию генома, сообщество исследователей слизней сможет использовать это для изучения любых важных химических или токсикологических характеристик".
Распространение слизней
Первоначальные усилия группы Корбетт-Детига по изучению распределения популяций выявили три основные группировки по всему штату:
- Центральное побережье (включая Санта-Крус)
- Южное побережье
- Самая большая группа, простирающаяся от района залива Сан-Франциско на север до границы с Орегоном и на восток в Сьерра-Невады.
"Между этими тремя группами наблюдается довольно прерывистая генетическая вариация", — отметил Корбетт-Детиг. — "Это говорит нам о том, что в прошлом, и, по-видимому, в недавнее время, существовало разделение относительно крупных регионов Калифорнии".
Исследователи планируют продолжить изучение популяций по всему штату, а также исследовать уникальные онемение-вызывающие свойства их слизи.