Zsekwencjonowano genom kota domowego
Katarzyna Kopka | 2007-11-15
To już kolejny po genomie człowieka, szympansa, myszy, królika, psa i krowy, poznany genom ssaczy. O ostatnim osiągnięciu naukowców donosi pismo Genome Research. Obiektem badań został czteroletni kot rasy abisyńskiej o imieniu Cynamon, który posiada dobrze udokumentowane wielopokoleniowe szwedzkie pochodzenie. Międzynarodowa grupa badaczy dokładnie przeanalizowała zawartość jego genomu oraz dokonała porównania z uzyskanymi wcześniej danymi z badań nad sekwencjonowaniem kociego genomu, jak również z danymi o wcześniej poznanych genomach ssaków.
Patronat nad badaniami objął National Human Genome Research Institute, którego program obejmuje badania nad genomami 26 ssaków. Wybór kota domowego ( Felis catus) nie jest oczywiście przypadkowy. Ssak ten bowiem może stanowić doskonały model dla wielu ludzkich chorób. Podobnie jak u psa możemy tu znaleźć około 200 niezwykle dokładnie opisanych chorób genetycznych, których analogi występują u człowieka. Koty ponadto są atakowane przez czynniki infekcyjne, które mają swoje odpowiedniki u ludzi. Takim przykładem może być wirus FIV (feline immunodeficiency virus), który jest kocią odmianą wirusa HIV. Inne to wirus nosówki, białaczki oraz mięsak. Dokumentacja opisująca kocie schorzenia wywołane przez patogeny jest niezwykle obszerna, może wiec, wraz ze znajomością genomu kota, stanowić podstawę do badań poszerzających naszą wiedzę o chorobach ludzkich.
Dzięki badaniom poznano wiele cech genomu kota domowego. Porównanie go z innymi ssaczymi genomami ujawniło setki rearanżacji chromosomowych będących wynikiem procesów ewolucji, a powstałych około 100mln lat temu.
Genom Cynamona został zsekwencjonowany przy użyciu techniki "whole-genome shotgun". Jest to metoda łatwa do automatyzacji. Polega na wykorzystaniu wielu zsekwencjonowanych fragmentów z bibliotek genowych i zastosowaniu skomplikowanych algorytmów.
Aby poznane geny odpowiednio umiejscowić na chromosomach skonstruowano mapę sekwencyjną z użyciem odpowiednich danych z badań nad genomem psa i człowieka.
Naukowcy zidentyfikowali i przeanalizowali setki tysięcy elementów polimorficznych, takich jak SNPs, STRs czy DIPs. Są one niezwykle ważne w identyfikacji genów odpowiedzialnych za podatność na różne schorzenia, jak również w opracowywaniu testów genetycznych.
W genomach ssaków znajduje się wiele rozproszonych sekwencji powtarzalnych, w tym elementy ruchome, które "mieszają" w odziedziczonym po przodkach genomie. Przykładem takich elementów są STRs (short tandem repeats) czyli krótkie powtórzenia tandemowe, nazywane również mikrosatelitami. Są one niezwykle liczne w kocim genomie i charakteryzują się bardzo wysokim poziomem zmienności. Ich zastosowanie to przede wszystkim mapowanie genów oraz możliwość ustalenia wydarzeń z przeszłości, które kształtowały genom kota domowego do poznanego stanu obecnego. Koci genom okazał się dość liczny w STR-y (odnotowano ich 208.177), to jednak mniej niż w przypadku człowieka, psa i myszy. Wszystkie STR-y zostały ulokowane na mapie genetycznej.
Inną ważną grupą są mikro-RNAS (miRNAs), czyli krótkie odcinki RNA charakteryzujące się wysoką zachowawczością (nie ulegają rearanżacjom w toku zmian ewolucyjnych). Ich rola polega na regulacji translacji genów. U kota ich ilość wynosi 177, z czego większość występuje pospolicie u pozostałych ssaków. Poszukiwane w kocim genomie elementy to również Numts, czyli elementy, które wyemigrowały z mitochondrialnego DNA do chromosomów.
Uzyskane wyniki mogą posłużyć do analizy pochodzenia kota domowego, procesów jego udomawiania, ewolucji oraz ukierunkowanej hodowli. Ponadto mogą okazać się niezwykle pomocne w analogicznych badaniach pozostałych ssaków.
Źródło:
bionity.com: Domestic cat genome sequenced, 01.11.2007