Første komplette fuglegenom avdekker tusenvis av skjulte sangfuglgener

Forskere ved Rockefeller University har produsert den første komplette genom-sammenstillingen av sebrafinken, avdekket 2 710 tidligere ukjente gener og levert det mest nøyaktige fuglegenomet som er satt sammen til dags dato. Prestasjonen, publisert i Cell den 6. august, løser langvarige hull i sangfuglens genetiske kart og gir et nytt grunnlag for å studere biologien bak vokal læring.rockefeller+1

En milepæl for fuglegenomikk

Den nye sammenstillingen er det første fullstendig faseinndelte, diploide telomer-til-telomer-genomet av en fugl, noe som betyr at det fanger hvert kromosom fra ende til ende samtidig som det skiller DNA arvet fra hver forelder. Det legger til rundt 90 millioner basepar med sekvenser som manglet i tidligere versjoner, og løser alle 11 av sebrafinkens små punktkromosomer, strukturer som lenge har unngått sekvenseringsteknologier.technologynetworks+1

Arbeidet er en del av en koordinert pakke med 10 artikler fra Telomere-to-Telomere Consortium som ble publisert samtidig i Cell og Cell Genomics, og som utvider konsortiets metoder for genom-fullføring fra mennesker til andre arter.eurekalert+1

"Dette representerer det andre komplette genomet av en vokal lærende art. Det første var et menneske," sa Erich D. Jarvis, leder for Laboratory of Neurogenetics of Language ved Rockefeller. "Hvis det finnes et nøkkelmolekyl som forvandler en art som ikke lærer vokal kommunikasjon til en art som gjør det, så finnes det et sted der inne."rockefeller+1

Overvinner gjenstridige tekniske barrierer

Fuglegenomer er beryktet for å være vanskelige å sette sammen fordi de inneholder dusinvis av mikrokromosomer og lange strekk med repetitivt DNA som får sekvenseringsinstrumenter til å stoppe opp. Teamet kombinerte flere sekvenseringsteknologier, inkludert metoder som er i stand til å lese eksepsjonelt lange DNA-molekyler, og utviklet en tilpasset protokoll for kjemisk skylling og omstart av enheter når repetitive sekvenser tettet dem igjen.bioengineer+1

I motsetning til det første menneskelige telomer-til-telomer-genomet, som baserte seg på en haploid cellelinje, krevde dette prosjektet korrekt separering av to foreldrekromosomsett i en diploid organisme, et skille som betyr mye for å forstå genregulering, sykdomsdisposisjon og atferd.bioengineer

Sentromerer og evolusjonære ledetråder

Blant de mest konsekvensrike funnene kartla forskerne sebrafinkens sentromerer og oppdaget at fugler deler en høyt organisert sentromerarkitektur som tidligere ble antatt å være unik for pattedyr. "Sentromeren er en fundamental enhet i cellen som tillater hver celledeling, og sikrer korrekt segregering av kromosomer," sa Giulio Formenti, forsker ved Jarvis-laboratoriet.technologynetworks+1

Genomet blir nå innlemmet i Vertebrate Genomes Project, som Jarvis og Formenti leder sammen, hvor det vil tjene som en referanse for sammenlignende analyser på tvers av virveldyrenes livstre.rockefeller+1

"Dette er et vendepunkt i feltet," sa Jarvis. "Vi har hele genomet, og forskere kan nå bruke det til å undersøke biologien."technologynetworks