Studie porovnávající zvířecí genomy se obecně zaměřují na samotnou sekvenci DNA. Nová studie vědců z Kalifornské univerzity v Davisu ukazuje, jak souvisí trojrozměrné lešení chromozomů u několika druhů masožravců, a nabízí nový přístup „srovnávacího skafotypování“, který by mohl být použit k identifikaci příbuzných genů napříč druhy a místem. je v kontextu. Práce, publikovaná v týdnu od 21. února v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, také ukazuje sílu velkých sbírek genomů, jako je Projekt genomů obratlovců a Projekt biogenomů Země.
Výzkumníci Marco Corbo, Joanna Damas a profesor Harris Lewin z UC Davis Genome Center a Department of Evolution and Ecology, s Madeline Bursell z Brigham Young University a Smithsonian Institution, použili techniku zvanou Hi-C nebo chromatin sekvenování zachycení konformace k identifikaci trojrozměrného tvaru oblastí chromozomů u 11 druhů masožravců ze tří čeledí. Byli to: levhart obláčkový, levhart, tygr, gepard a puma; dingo, africký divoký pes a liška obecná; medvěd černý, lední medvěd a medvěd grizzly. Výzkum čerpal z dat z projektu Vertebrate Genomes Project, který je spojen s projektem Earth BioGenome Project.
Chromozomy jsou tvořeny chromatinem, který zahrnuje jak proteiny, tak DNA. Struktura chromatinu je organizována na více úrovních: DNA samotná může tvořit smyčky; ty mohou být organizovány do topologických asociovaných domén; tyto domény se formují do kompartmentů; a konečně kompartmenty tvoří území v chromozomu.
Zachovaná struktura chromozomů
Tato analýza Hi-C se zaměřila na uspořádání na úrovni kompartmentů chromozomů. Ukazuje, které geny jsou v trojrozměrném prostoru v buněčném jádře fyzicky blízko sebe. Být fyzicky blízko může ovlivnit, jak se geny zapínají nebo vypínají, i když jsou relativně vzdálené z hlediska sekvence DNA.
Tým zjistil, že u genů, které jsou ortologní nebo příbuzné původem, byly 3-D chromatinové struktury vysoce konzervované jak uvnitř, tak napříč třemi rodinami masožravců, a to navzdory 50 milionům let evoluce a přeskupování chromozomů. To naznačuje, že tyto geny kódují důležité funkce genomu.
Autoři nazývají tento přístup porovnávání trojrozměrných struktur v chromozomech "Comparative scaffotyping." Tento přístup by mohl usnadnit identifikaci příbuzných genů napříč skupinami zvířat a rostlin a umístit je do jejich správného kontextu.
Cílem projektu Earth BioGenome Project, který byl spuštěn v listopadu 2018, je poskytnout kompletní katalog sekvencí DNA všech 1,8 milionu pojmenovaných druhů rostlin, zvířat a hub a také jednobuněčných eukaryot. Cílem projektu Vertebrate Genomes Project je vytvořit téměř bezchybné referenční genomové sestavy všech 66 000 existujících druhů obratlovců, které umožní studium toho, jak geny přispěly k evoluci a přežití těchto druhů.
