Секвенирование генома исчезающей лягушки Pseudophryne corroboree может помочь её спасти

В 1998 году был открыт патоген, вызывающий хитридиомикоз — заболевание, ответственное за массовую гибель многих видов лягушек в Австралии и во всём мире. Грибок уничтожил популяции крошечной чёрно-жёлтой австралийской лягушки.

Южная коробори (Pseudophryne corroboree; Myobatrachidae) теперь классифицируется как функционально вымершая, то есть она больше не может выживать в дикой природе без поддержки, только в зоопарках.

После почти 10 лет работы исследовательская команда создала первую последовательность генома — генетическую схему — Южной коробори. Понимание её генетики поможет разработать инновационные стратегии разведения для поддержки выживания вида.

Генетическая схема для борьбы с инфекцией

Несмотря на малый размер, коробори имеют необычно большие геномы — почти в три раза больше человеческого. Геном коробори составляет почти 9 миллиардов пар оснований (9 гигабаз), тогда как наш — около 3,1 гигабаз.

Интересно, что у коробори всего 12 пар хромосом по сравнению с нашими 23, а их самая большая хромосома в пять раз больше самой большой человеческой хромосомы. Это делает его одним из крупнейших геномов среди австралийских лягушек.

Мы также обнаружили, что более 80% его генома состоит из некодирующей ДНК — генетического материала, который не кодирует белки напрямую.

Десятилетие в планировании

Секвенирование генома коробори стало международным проектом, занявшим почти десятилетие. Оно началось, когда исследователи вышли на учёных из Vertebrate Genomes Project в Университете Рокфеллера (США).

После обсуждения финансирования, выбора подходящей лягушки-донора ДНК из программы разведения Мельбурнского зоопарка и решения логистических задач по транспортировке образцов в США, секвенирование наконец началось в начале 2021 года.

Благодаря командной работе был достигнут высококачественный геном, собранный с исключительной полнотой, вплоть до сборки последовательностей ДНК в полные хромосомы.

Целевое разведение для выживания коробори

Геном позволит понять на уровне генов, какие факторы увеличивают или уменьшают восприимчивость к хитридиомикозу. Это поможет разработать подходы для увеличения частоты потенциальных генов, которые могут усилить иммунную систему для борьбы с болезнью.

Цель — применить эти знания для селективного разведения коробори с целью повышения устойчивости к болезням, давая им шанс снова выжить в дикой природе.

Помимо сохранения коробори, этот геном также является ценным ресурсом для изучения генетики амфибий в целом. В рамках Amphibian Genomics Consortium исследователи будут использовать эти данные для изучения генетических факторов, связанных с устойчивостью к болезням, адаптацией к климату и эволюционной историей.

Мы также планируем сравнить геном коробори с геномами других амфибий, чтобы выявить более широкие закономерности устойчивости.

Конечная цель — преобразовать эти открытия в реальные природоохранные действия, чтобы обеспечить будущее этого удивительного вида в дикой природе.