大型のサンショウウオのゲノム解析が再生能力の秘密を解明(Mapping of a gigantic salamander genome reveals secrets of regeneration)

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2025-01-29 カロリンスカ研究所(KI)

カロリンスカ研究所の研究チームは、イベリアトゲイモリのゲノムを詳細に解読し、そのDNAの構成と配置が、全身の部位を再生する能力とどのように関連しているかを明らかにしました。イベリアトゲイモリのDNA量は人間の約6倍であり、その多くが短い非コード配列で構成されています。研究者たちは高度なシーケンシング手法を用いて、各染色体上のタンパク質コード領域と非コード領域の正確な位置を特定しました。これにより、特定の非コードDNA配列がゲノムの構成にどのように影響し、四肢再生時にどのように調節されるかを理解することができました。さらに、他の種と比較して、イモリのゲノムで欠失している、または多重コピーを持つタンパク質コード遺伝子を特定しました。これらの成果は、ゲノム進化、再生・発生生物学、がん生物学などの分野の研究者にとって重要なリソースとなります。今後の研究では、分子プロセスを操作して再生能力にどのような影響を及ぼすかを調査し、他の種との比較研究を行う予定です。

<関連情報>

染色体規模のゲノムアセンブリにより、反復要素がイモリの四肢再生中に活性化する非コードRNAランドスケープをどのように形成するかが明らかになった Chromosome-scale genome assembly reveals how repeat elements shape non-coding RNA landscapes active during newt limb regeneration

Thomas Brown∙ Ketan Mishra∙ Ahmed Elewa∙ … ∙ Nicholas D. Leigh, nicholas.leigh∙ Maximina H. Yun, maximina.yun∙ András Simon
Cell Genomics  Published:January 27, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.xgen.2025.100761

Graphical abstract

大型のサンショウウオのゲノム解析が再生能力の秘密を解明(Mapping of a gigantic salamander genome reveals secrets of regeneration)

Highlights

•Chromosome-scale assembly with the highest contiguity among giant genomes
•Regulation of hAT transposons and circRNAs during limb regeneration
•Annotation of miRNAs identifying novel species-specific miRNAs
•Repeat element expansion associated with miRNA distribution and circRNA formation

Summary

Newts have large genomes harboring many repeat elements. How these elements shape the genome and relate to newts’ unique regeneration ability remains unknown. We present here the chromosome-scale assembly of the 20.3 Gb genome of the Iberian ribbed newt, Pleurodeles waltl, with a hitherto unprecedented contiguity and completeness among giant genomes. Utilizing this assembly, we demonstrate conserved synteny as well as genetic rearrangements, such as in the major histocompatibility complex locus. We provide evidence suggesting that intronic repeat elements drive newt-specific circular RNA (circRNA) biogenesis and show their regeneration-specific expression. We also present a comprehensive in-depth annotation and chromosomal mapping of microRNAs, highlighting genomic expansion profiles as well as a distinct regulatory pattern in the regenerating limb. These data reveal links between repeat elements, non-coding RNAs, and adult regeneration and provide key resources for addressing developmental, regenerative, and evolutionary principles.

生物化学工学
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