4 Minutės
Atradimas ir mokslinis kontekstas
Barzdotieji driežai (Pogona spp.) gali patirti lyties apvertimą — genetiškai patinai tam tikromis aplinkos sąlygomis gali vystytis kaip fenotipinės patelės. Dvi nepriklausomos tarptautinės grupės dabar sukūrė du aukštos kokybės referencinius genomus iš priešingų lyčių, naudodamos skirtingas sekoskaitos technologijas. Šios surinktys sutinka dėl pagrindinės išvados: anti-Müllerian hormono (AMH) signalizacija, atrodo, yra pagrindinis šios rūšies lyties nustatymo veiksnys. Darbas sujungia genomiką, lyginamąją analizę ir geno ekspresijos duomenis, kad išaiškintų mechanizmus, kurie anksčiau buvo suprantami tik iš dalies.
Genomo sekoskaita, technologijos ir metodai
Vieną komandą, kuriai vadovavo BGI mokslininkai, naudojo naują ilgosios skaitybos platformą CycloneSEQ, kad surinktų vientisą barzdotojo driežo genomą. Ilgosios skaitybos sekoskaita mažina surinkimo tarpelius ir išsprendžia pasikartojančias arba didelio GC turinio sritis, su kuriomis trumpųjų skaitymų metodai sunkiai susidoroja. BGI atstovas Qiye Li paaiškino, kad komandą šį driežą pasirinko kaip pirmąjį gyvūnų genomą naujajame sekoskaitiklyje tiek dėl biologinio susidomėjimo, tiek dėl kultūrinės reikšmės: Kinijoje tuo metu buvo Drakono metai. Jų surinkimai leido išaiškinti anksčiau neįveikiamas genomines sritis ir paryškino kandidatus lokusus, susijusius su lyties nustatymu.
Nepriklausomai, antra grupė, kuriai priklausė mokslininkai, įskaitant Arthur Georges iš Kanberos universiteto, sukūrė papildomą referencinį genomą iš priešingos lyties, naudodami alternatyvias technologijas ir surinkimo strategijas. Turėdami dvi surinktis iš priešingų lyčių ir skirtingų platformų — kurios abi nurodo tuos pačius kandidatus į pagrindinius genus — žymiai padidina pasitikėjimą išvadomis ir suteikia tvirtą pagrindą būsimoms lyginamosioms bei funkcinėms studijoms.
Pagrindiniai atradimai: AMH signalizacija ir ZW sistema
Abi projektos atkreipė dėmesį į AMH susijusių kelių pokyčius kaip esminius lyties nustatymui barzdotųjų driežų atveju. AMH signalizacija yra žinoma stuburiniams kaip svarbi lytinių takų vystymuisi; čia genominiai duomenys rodo, kad ji veikia kaip pagrindinė reguliatorė drakono lyties nustatymo kaskadoje. Studijos taip pat kelia klausimų apie ZW lyties chromosomos evoliucinę kilmę šiuose driežuose. Papildomi aukštos kokybės genomai iš artimų skvamatų rūšių bus būtini atkuriant chromosominius ir molekulinius žingsnius, kurie lėmė šios sistemos atsiradimą.
Kodėl svarbios dvi nepriklausomos surinktys
Nepriklausomas patvirtinimas sumažina klaidingų teigiamų rezultatų ir eksperimentinio šališkumo riziką. Atvirai dalijami genomikos duomenys leidžia kitoms laboratorijoms išbandyti genų–genų ir genų–aplinkos sąveikas, tirti kaukolės ir smegenų vystymosi skirtumus bei sukurti gerai pagrįstą skvamatų modelį lyginamiesiems tyrimams, papildant tradicinius modelius, tokius kaip pelė, žmogus ir paukštis.
Pasekmės ir ateities perspektyvos
Šie nauji genomai yra reikšmingas žingsnis evoliucinės genomikos, vystymosi biologijos ir elgsenos mokslo srityse. Jie suteikia galimybę atlikti funkcinę analizę, testuoti kandidatinius transkripcinius faktorius ir signalinius kelius, išsiaiškinti, kaip aplinkos signalai gali inicijuoti lyties apvertimą, ir pateikia genominį pagrindą išsaugojimo genetikai. Greitas sekoskaitos technologijų vystymasis — ypač BGI padidintas pralaidumas ir efektyvumas — taip pat iliustruoja, kaip techninis progresas spartina biologinius atradimus.
Ekspertės įžvalga
Dr. Maya Singh, evoliucinė ir vystymosi biologė: 'Turėti dvi papildančias, didelės vientisumo genomines surinktis yra revoliucinis pokytis. Tai leidžia atskirti tikrus reguliacinius pokyčius nuo surinkimo artefaktų ir suprojektuoti tikslius CRISPR ar ekspresijos tyrimus, skirtus išbandyti AMH signalizacijos vaidmenį lyties apvertime. Tai būtent ta lyginamosios genomikos bazė, kurios šiai sričiai reikėjo.'
Išvada
Dvi nepriklausomos, aukštos kokybės barzdotojo driežo genomo surinktys konvergentiškai nurodo AMH signalizaciją kaip pagrindinį lyties nustatymo mechanizmą ir suteikia aiškų kelią tirti ZW sistemos evoliucinę istoriją skvamatose. Atviri duomenys, papildančios technologijos ir patobulinta ilgosios skaitybos sekoskaita kartu spartina atradimus stuburinių lyties biologijos srityje, turinčius reikšmės vystymuisi, elgsenai ir lyginamajai genomikai.
Šaltinis: scitechdaily
Komentarai