Naukowcy poczynili znaczące postępy w sekwencjonowaniu genomu rodziny muszek owocowych Drosophilidae, sekwencjonując 179 gatunków, w tym muchy dzikie, muzealne i hodowane w laboratorium. Stosując podejście sekwencjonowania hybrydowego, uzyskali niedrogie genomy wysokiej jakości.
Badacze zastosowali hybrydowe podejście do sekwencji DNA z pojedynczych dzikich much i okazów muzealnych.
Nowe badania znacznie rozwinęły genomikę muszek owocowych poprzez sekwencjonowanie 179 gatunek oraz udoskonalenie drzewa filogenetycznego dla 360 gatunków, pokazując, że kompleksowe sekwencjonowanie genomu można osiągnąć przy niewielkim budżecie.
Poszerzanie horyzontów genomowych w badaniach nad muszkami owocowymi
Mnóstwo nowych danych o sekwencji genomowej wypełnia główne luki w drzewie życia muszek owocowych, donosi dziś (18 lipca) Bernard Kim z Uniwersytetu Stanforda i jego współpracownicy w ogólnodostępnym czasopiśmie Biologia PLOS.
Muszki owocowe to klasyczne organizmy modelowe w badaniach biologicznych i były jednymi z pierwszych gatunków, u których zsekwencjonowano cały genom. Różnorodność rodziny muszek owocowych, liczącej ponad 4400 gatunków, może zapewnić wgląd we wzorce i procesy ewolucyjne. Jednakże genom tylko ułamka tych gatunków został zsekwencjonowany, a większość opublikowanych sekwencji genomu muszek owocowych pochodzi z bardzo ograniczonego zestawu gatunków z reprezentatywnymi wsobnymi szczepami laboratoryjnymi.
Mieszanka 15 różnych gatunków much zebranych w Wielkiej Brytanii w 2023 r. Źródło: Darren J. Obbard (CC-BY 4.0)
Postępy w sekwencjonowaniu genomu muszki owocowej
Aby rozwiązać ten problem, badacze zsekwencjonowali genomy 179 gatunków much z rodziny Drosophilidae, w tym muchówki złowione na wolności, zakonserwowane okazy muzealne i szczepy hodowane w laboratorium. Stosując podejście do sekwencjonowania hybrydowego, które łączy w sobie najnowsze technologie sekwencjonowania krótkiego i długiego odczytu, udało im się wyprodukować niedrogie, wysokiej jakości sekwencje genomu z ograniczonej ilości materiału. Wykorzystali nowe sekwencje genomu i wcześniej opublikowane dane, aby stworzyć drzewo filogenetyczne dla 360 gatunków z rodziny Drosophilidae, udoskonalając naszą wiedzę na temat powiązań ewolucyjnych tych gatunków. Dopasowali także prawie 300 genomów muszek owocowych, tworząc narzędzie typu open source do przyszłych badań porównawczych w dziedzinie genomiki, takich jak dopasowanie całego genomu.
Współautor James Hemker pobiera próbki sieciowe w stanie i Parku Narodowym Redwoods w Kalifornii, USA. Źródło: Bernard Y. Kim (CC-BY 4.0)
Choć prace nad sekwencjonowaniem na dużą skalę większych organizmów, takich jak ssaki, są już zaawansowane, niniejsze badanie pokazuje, że sekwencjonowanie genomu małych organizmów, takich jak pojedyncze muchy – nawet tych przechowywanych w muzeach nawet przez dwie dekady – jest obecnie możliwe.
Autorzy dodają: „Obecnie całkowicie możliwe jest myślenie o składaniu genomów setek lub tysięcy gatunków, nawet przy budżecie badawczym pojedynczego laboratorium. Tego rodzaju pobieranie próbek na dużą skalę na poziomie kladu zapewni nam bezprecedensowy poziom rozdzielczości w badaniu sekwencji genomu różnych grup, takich jak muszki owocowe i nie tylko, co z pewnością poprawi nasze zrozumienie procesu ewolucyjnego”.
Referencja: 18 lipca 2024 r., Biologia PLOS.
DOI: 10.1371/journal.pbio.3002697
