Расшифрован геном обыкновенного осьминога на уровне хромосом
Осьминоги — важные модельные организмы в нейронауке, исследованиях когнитивных функций и биологии развития. Чтобы глубже понять их биологию и эволюционную историю, необходимы точные данные о составе их генома, которых до сих пор не хватало.
Учёные из Венского университета вместе с международной исследовательской группой закрыли этот пробел. В исследовании они определили впечатляющие цифры: 2.8 миллиарда пар оснований, организованных в 30 хромосом. Это результат сложного компьютерного анализа генома и сравнений с геномами других видов головоногих. Исследование опубликовано в G3: Genes / Genomes / Genetics.
Значение для науки
Изучение осьминогов имеет давнюю традицию. Нейропластичность их мозга свидетельствует о существовании функционально аналогичных структур с мозгом млекопитающих, что делает их сравнительной модельной группой для нейрофизиологических исследований. Их способность к регенерации и быстрой смене окраски для маскировки и коммуникации также делает их популярным объектом для изучения эволюции инновационных признаков.
Создание «карты генома»
Возникла острая потребность в детальных знаниях о геномах головоногих. Важным вкладом стало кодирование генома обыкновенного осьминога на хромосомном уровне — информация, которой ранее не было.
Исследовательская группа из Венского университета вместе с коллегами из KU Leuven (Бельгия), Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG; Испания) и Stazione Zoologica Anton Dohrn (Италия) восполнила этот пробел.
«С помощью современных технологий в исследованиях геномики мы смогли создать своего рода "карту генома" для осьминога, показывающую, как генетическая информация организована на хромосомном уровне», — объясняет первый автор исследования Далила Дестанович.
Этот высококачественный референсный геном позволит научному сообществу лучше понять характеристики и биологию этих животных, а также проследить эволюционную историю Octopus vulgaris.
2.8 миллиарда пар оснований — 30 хромосом
Исследователи идентифицировали 30 хромосом в геноме Octopus vulgaris, в которых упорядочено 99.34% из 2.8 миллиарда пар оснований. Эта высококачественная референсная последовательность станет основой для дальнейших исследований функции генов.
Хромосомная структура также даст представление о динамической эволюционной истории этих организмов через оценку скорости хромосомных перестроек. Сравнение генома Octopus vulgaris с геномами четырёх других видов осьминогов показало, что все хромосомы претерпели многочисленные структурные изменения в ходе эволюции: фрагменты хромосом отрывались, перестраивались и вновь соединялись.
«Даже среди близкородственных видов мы наблюдаем множество структурных изменений хромосом. Это открывает дверь для исследований того, как это связано с их уникальными чертами», — отмечает Далила Дестанович.
Динамическая эволюционная история генома осьминога охватывает период в 44 миллиона лет. Результаты этого исследования помогут связать традиционные исследования Octopus vulgaris в нейробиологии, поведении и развитии с молекулярно-генетическими данными в этих областях.