Referentiegenomen bieden eerste inzichten in de genetische wortels van de fysiologische en gedragsdiversiteit van kaas

Mustelids zijn de meest ecologisch diverse en geclassificeerde familie binnen de Carnivora-familie. Van tyra in de neotropen tot veelvraat in Antarctica, ze bewonen een verscheidenheid aan ecologische niches en ontwikkelen soortspecifieke eigenschappen die verband houden met hun dieet, reproductiestrategie en morfologie. Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van het Leibniz Zoo and Wildlife Research Institute (Leibniz-IZW) heeft een vergelijkende analyse uitgevoerd van de volledige genomen van vele soorten marterachtigen om inzicht te krijgen in de moleculaire basis van deze modificaties.

Het team ontdekte dat verschillende bronnen van genetische variatie hieraan hebben bijgedragen kandidaat-geneninclusief degene die het nummer, de positie, de richting of de grootte veranderen genen Bij Oceaan” genoom. Recente vormen van genetische variatie worden vaak verwaarloosd in genoomstudies van diersoorten, en de auteurs stellen dat dit moet veranderen. De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Moleculaire ecologie.

Mustelidae is de meest ecologisch diverse en ingedeeld in de volgorde Carnivora van zoogdieren en omvat dassen, wezels en otters. De nauw verwante mosterdlichamen bewonen vaak verschillende ecosystemen waar ze voor zeer verschillende uitdagingen staan. Zo hebben ze een grote verscheidenheid aan soortspecifieke gedrags-, morfologische en fysiologische aanpassingen ontwikkeld die verband houden met voeding en voortplanting. Als recente ontwikkelingen in sequencing-technieken en analytische methodes Sta het bouwen van een genoomproject toe voor velen wilde soortenbieden marterachtigen genetici in het wild de mogelijkheid om de wortels van deze diversiteit te ontrafelen door regio’s in het genoom te identificeren die verband houden met ecologisch relevante eigenschappen.

“We hebben ons gericht op de onderfamilie Guloninae, waarin veel soorten een verscheidenheid aan ecologische niches bezetten, van Eira barbara in de neotropen tot de vleesetende veelvraat (Gulo gulo) in het subarctische subarctische gebied”, zegt Lorena Derežanin. Rare Resource., Ph.D. student in de afdeling Evolutionaire Genetica van Leibniz-IZW en eerste auteur van het artikel.

zegt Klaus-Peter Kopfli, senior onderzoeker aan de George Mason University in de VS en co-auteur van de studie.

Het onderzoeksteam produceerde het eerste referentiegenoom van de gier en vergeleek het met het beschikbare genoom van veelvraat en sable (Martes zibellina), twee andere leden van Guloninae die ecologisch nogal verschillen. Ze ontdekten dat “single-nucleotide-varianten”, in wezen “eenletterige” veranderingen in de genetische code, niet alleen bijdragen aan soortverschillen in genen die verband houden met milieurelevante eigenschappen, maar ook grootschalige veranderingen die bekend staan ​​als structurele varianten, waren significant, delen Van specifieke genen of meerdere genen.

“Onze resultaten zijn belangrijk, omdat ze aantonen dat veel van de processen die verantwoordelijk zijn voor genetische variatie moeten worden overwogen, inclusief die processen die het aantal en de functie van genen in het genoom snel kunnen veranderen”, zegt Derezanin.

“Als we het lenen van een boek gebruiken om de DNA-sequenties in het genoom weer te geven, zijn het soort veranderingen waar we het over hebben, zoals het verwijderen, verplaatsen of kopiëren van grote stukken tekst, op de schaal van alinea’s, pagina’s of zelfs hele hoofdstukken “, voegt Daniel Forster, wetenschapper bij Leibniz-IZW. en senior onderzoeksauteur toe.

Het onderzoeksteam identificeerde wijzigingen in verschillende genen die kunnen worden geassocieerd met de omgeving van verschillende soorten. In het genoom van de vogel, de enige soort Colonina die zich het hele jaar voortplant, vonden ze bijvoorbeeld verschillende modificaties in genen die verband houden met zwangerschap. In Wolverine, een circumpolaire carnivoor die te kampen heeft met seizoensgebonden voedselschaarste, zijn verschillende modificerende genen in verband gebracht met voeding en lichaamsconditie.

“In zekere zin maken langere perioden van hongersnood deel uit van de levensstijl van veelvraat, en we hebben kandidaatgenen geïdentificeerd waarmee ze zich hieraan kunnen aanpassen”, zegt Jörns Fickel, hoofd Evolutionaire Genetica van Leibniz-IZW. “Het genereren van meer genomen voor soorten uit deze diverse familie van zoogdieren zou een sterke basis zijn om ons te helpen begrijpen hoe genomen zijn geëvolueerd als reactie op verschillende milieu-uitdagingen.”