Историческое секвенирование геномов откроет потенциал для сельского хозяйства и охраны природы
Международный консорциум Ruminant Telomere-to-Telomere (RT2T) ставит перед собой историческую научную цель: опубликовать полные геномы более 300 видов жвачных животных — от нарвалов до молочных коров.
Этот проект продолжает успехи других инициатив консорциума T2T, таких как публикация полных геномов шести видов человекообразных обезьян в июне 2024 года и первой в истории полной последовательности Y-хромосомы человека в августе 2023 года.
Профессор молекулярной и клеточной биологии Рэйчел О'Нилл из Университета Коннектикута участвовала во всех этих достижениях. В проекте RT2T её лаборатория генерирует часть данных и занимается биобанкингом клеточных линий для многих исчезающих видов, для которых ещё не существует репозиториев.
Кроме того, лаборатория О'Нилл будет отвечать за анализ повторов — расшифровку тысяч повторяющихся коротких последовательностей ДНК для каждого вида. Это масштабная задача, поскольку ранее максимальным достижением был анализ шести видов приматов.
Исторически изучение генетики жвачных было затруднено из-за отсутствующих, неполных или фрагментированных референсных геномов. Проект RT2T намерен использовать передовые технологии секвенирования и коллективный опыт, чтобы устранить эти барьеры.
В статье, опубликованной в Nature Genetics, команда T2T описывает, как с помощью современных методов секвенирования они получат полное представление о геномах, включая ранее труднодоступные для анализа регионы хромосом, такие как центромеры и теломеры.
Без этих полных генетических «чертежей», по словам О'Нилл, стратегии сохранения видов и понимание биологии генома становятся невозможными. Учёные по всему миру получат доступ к данным RT2T для дальнейших исследований, что многократно увеличит потенциальное влияние проекта на сельское хозяйство и охрану природы.
Будущее геномных исследований в сельском хозяйстве
Для домашних жвачных животных (овец и крупного рогатого скота) эти исследования помогут сделать производство молока и мяса более эффективным, а также снизить риск распространения инфекционных заболеваний от скота к людям.
По мере развития проекта RT2T ожидается, что его результаты также прольют свет на эволюционную биологию жвачных. Это позволит селекционерам сохранять ценные генетические признаки и обеспечивать адаптацию животных к меняющимся условиям окружающей среды.
Применение в охране природы и управлении биоразнообразием
Помимо сельскохозяйственных выгод, полные геномные данные, полученные в рамках RT2T, могут сыграть решающую роль в природоохранных усилиях. Высококачественная геномная информация необходима для управления генетическим разнообразием исчезающих видов жвачных и разработки стратегий повышения их шансов на выживание.
Секвенирование генома раскрывает всю генетическую историю популяции. Например, менеджеры по охране природы могут использовать его, чтобы определить, была ли в популяции инбридинговая депрессия, которая вредит долгосрочному выживанию, и помочь восстановить разнообразие, перемещая особей из других популяций.
Как объясняет О'Нилл, по одному геному можно заглянуть в прошлое, смоделировать плотность популяции с течением времени и выяснить, является ли её резкое сокращение недавним (например, из-за антропогенного воздействия) или более древним. Именно такую информацию ищут специалисты по охране природы.