Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Afrikansk kløkt froskgenom inneholder to fulle sett med kromosomer fra 2 to utdøde forfedre

Anonim

Millioner år siden diver en art av frosk inn i to arter. Millioner år senere ble de to froskene en igjen, men med noen få ekstra kromosomer på grunn av helgenomplikasjon. Slik er det nysgjerrige tilfellet av den afrikanske klode frosken, Xenopus laevis, en frosk hvis genom inneholder nesten dobbelt så mange kromosomer som den tilhørende vestlige klode frosken, Xenopus tropicalis .

annonse


I utviklingen av arter har det skjedd forskjellige hendelser i løpet av millioner av år som har økt antall kromosomer i enkelte organismer. Polyploidi beskriver en hendelse som øker antall kopier av hvert kromosom. Vertebrater har gjennomgått minst to forskjellige polyploiditetshendelser siden deres opprinnelige divergens. Mens det er relativt sjeldent i dag å observere et pattedyr, reptil eller fugl med et unormalt antall kromosomer, er polyploidi vanlig i fisk, amfibier og planter.

Prof. Daniel Rokhsar, professor i genetikk, genomforskning og utvikling ved University of California, Berkeley og leder av Molecular Genetics Unit ved Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), prof. Masanori Taira fra University of Tokyo og Prof. Richard M. Harland fra University of California i Berkeley ledet grupper av forskere i å undersøke genomet utviklingen av den afrikanske klode frosken. Dette store samarbeidsprosjektet inkluderte forskere fra en rekke universiteter og institusjoner over hele verden. Studien, publisert i Nature og omtalt på forsiden, viste at X. laevis- genomet består av to forskjellige sett med kromosomer fra to utdøde forfedre.

Dr. Oleg Simakov, en postdoktor i molekylærgenetiksenheten ved OIST, utviklet en algoritme for å bestemme lengden av tid, i millioner år, mellom divergensen og den etterfølgende fusjonen av X. laevis forfedre arten. For å kunne beregne disse tider måtte X. laevis-genomet være korrekt merket. Annotasjon innebærer å identifisere hvilke regioner av DNA som inneholder kodende gener eller ikke-kodende regioner. Selv om automatisering kan forenkle denne prosessen, blir det gjort mange feil. Dr. Yuuri Yasuoka fra Marine Genomics Unit hos OIST bidro til å korrigere genannotasjonen manuelt. Hans kandidatstudier ved University of Tokyo under ledelse av prof. Masanori Taira tillot ham å utvikle de ferdighetene som er nødvendige for hans rolle i dette prosjektet. "Utnyttelse av mine erfaringer innen utviklingsbiologi, jeg undersøkte gener involvert i utviklingsprosesser, " klarte han.

Dr. Adam Session, en tidligere kandidatstudent i professor Rokhsar's lab ved University of California i Berkeley og medforfatter for Nature-publikasjonen, utarbeidet "Det mest spennende funnet fra vår studie er at vi kan partisjonere den nåværende X. laevis genomet i to forskjellige sett av kromosomer, hver av dem stammer fra en unik forfedre art. Mens plantestudier har kunnet vise lignende resultater ved hjelp av relaterte arter som fremdeles eksisterer, er denne studien første gang dette har blitt gjort med to utdøde stamceller.

Dette store samarbeidsprosjektet resulterte i ny kunnskap om genomtransplantering som kan brukes til evolusjonære studier av andre organismer. "Fordi X. laevis er et godt studert modellsystem for celle- og utviklingsbiologi, er det ideelt for å studere effekten av polyploidi på evolusjon, " forklarer Dr. Simakov.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Okinawa Institutt for vitenskap og teknologi (OIST) Graduate University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Adam M. Session, Yoshinobu Uno, Tajoon Kwon, Jarrod A. Chapman, Atsushi Toyoda, Shuji Takahashi, Akimasa Fukui, Akira Hikosaka, Atsushi Suzuki, Mariko Kondo, Simon J. van Heeringen, Ian Quigley, Sven Heinz, Hajime Ogino, Haruki Ogi, Uffe Hellsten, Jessica B. Lyons, Oleg Simakov, Nicholas Putnam, Jonathan Stites, Yoko Kuroki, Toshiaki Tanaka, Tatsuo Michiue, Minoru Watanabe, Ozren Bogdanovic, Ryan Lister, Georgios Georgiou, Sarita S. Paranjpe, Ila van Kruijsbergen, Shengquiang Shu, Joseph Carlson, Tsutomu Kinoshita, Yuko Ohta, Shuuji Mawaribuchi, Jerry Jenkins, Jane Grimwood, Jeremy Schmutz, Therese Mitros, Sahar V. Mozaffari, Yutaka Suzuki, Yoshikazu Haramoto, Takamasa S. Yamamoto, Chiyo Takagi, Rebecca Heald, Kelly Miller, James Haudenschild, Jacob Kitzman, Takuya Nakayama, Yumi Izutsu, Jacques Robert, Joshua Fortriede, Kevin Burns, Vaneet Lotay, Kamran Karimi, Yuuri Yasuoka, Darwin S. Dichmann, Martin F. Flajnik, Douglas W. Houston, Jay Shendure, Louis DuPasquier, Peter D. Vize, Aaron M. Zorn, Michihiko Ito, Edward M. Marcotte, John B. Wallingford, Yuzuru Ito, Makoto Asashima, Naoto Ueno, Yoichi Matsuda, Gert Jan C. Veenstra, Asao Fujiyama, Richard M. Harland, Masanori Taira, Daniel S Rokhsar. Genome evolusjon i allotetraploid frosken Xenopus laevis . Nature, 2016; 538 (7625): 336 DOI: 10, 1038 / nature19840