Новая техника позволяет получить полные последовательности ДНК хромосом, унаследованных от матери и отца

Международная команда учёных под руководством Исследовательского центра Дэвиса Университета Аделаиды показала, что можно разделить последовательности ДНК хромосом, унаследованных от матери и отца, чтобы создать истинные диплоидные геномы от одного индивидуума.

В отчёте, опубликованном в Nature Communications, исследователи продемонстрировали, что геномы двух важных современных пород крупного рогатого скота — Ангус (Bos taurus taurus) и Брахман (Bos taurus indicus) — могут быть полностью расшифрованы от одного гибридного индивидуума, несущего генетику обеих пород, с использованием инновационной стратегии сборки генома.

Хотя метод продемонстрирован на крупном рогатом скоте, он применим и к другим видам, включая человека.

Техника, называемая trio binning, даёт истинную последовательность генома каждой хромосомы в индивидууме. Получение полного генома организма, который наследует половину хромосом от матери, а другую — от отца, затруднено из-за высокой схожести родительских хромосом.

В 2018 году с помощью этого метода удалось идентифицировать крупные участки ДНК от родителей. Теперь, в 2020 году, учёные использовали ту же концепцию для создания последовательности целых хромосом.

Разделение материнского и отцовского геномов очень сложно, но теперь это удалось сделать, создав лучшие из доступных сборок генома для любого вида скота и, возможно, для любого вида.

Эти высококачественные последовательности генома позволят точнее изучать генетику крупного рогатого скота для улучшения производственных и адаптационных признаков.

Подвиды скота Брахман и Ангус были одомашнены раздельно тысячи лет назад и с тех пор подвергались разным давлениям отбора: вредители и влажная среда в случае Брахмана и мясная продуктивность у Ангуса. Эти разные характеристики и истории отражены в их геномах, что делает их идеальными тестовыми субъектами.

Индийские породы, такие как Брахман, лучше регулируют температуру тела, и их регулярно скрещивают с европейскими породами, такими как Ангус, чтобы получить скот, лучше адаптированный к тропическому климату.

Сравнение геномов помогает понять, как животные адаптируются к окружающей среде, что представляет существенный научный и экономический интерес.

Для расшифровки различий между подвидами taurus и indicus необходимы высококачественные геномы обоих подвидов скота. Эта технология в конечном итоге приведёт к выведению скота, который будет более продуктивен в суровых условиях и лучше приспособлен с точки зрения благополучия животных.

Сравнение геномов Брахмана и Ангуса выявило специфичную для подвида indicus дополнительную копию фермента жирных кислот, которая может быть важна для регуляции метаболизма, связанного с термоустойчивостью.