A planáris laposféreg Schmidtea mediterranea rendkívüli állat. Még apró darabokra vágva is, mindegyik darab újra teljes és tökéletes arányú miniatűr planárrá regenerálható. Ennek a képességnek a kulcsa a lenyűgöző felnőtt őssejtek, amelyek egyike helyreállíthatja a teljes férget. De hogy a Schmidtea mediterranea mennyire éri el ezeket a bravúrokat, egyelőre kevéssé ismert. Fontos lépés e cél felé a Schmidtea mediterranea első nagyon összefüggő genomkészlete, amelyet a drezdai Max Planck Molekuláris Sejtbiológiai és Genetikai Intézet (MPI-CBG) kutatói a Heidelbergi Elméleti Intézet (HITS) közreműködésével készítettek. a Nature aktuális számában. A gyülekezés feltár egy olyan genomot, amely új, óriási ismétlődő elemeket, új laposférgekre jellemző géneket tartalmaz, de más olyan gének hiányát is, amelyeket eddig az állat életben tartása szempontjából feltétlenül szükségesnek tartottak. A felfedezésnek potenciális következményei lehetnek a regeneráció, az őssejtbiológia és a bioinformatikai kutatások területén.

kivételesen ismétlődő

A Schmidtea mediterranea laposféreg az egyes testrészekből teljes organizmussá regenerálódhat. A kutatók most már teljesen dekódolták ezt a kivételesen ismétlődő genomot, Credit: MPI for Molecular Cell Biology and Genetics/J. Rink

A teljes és teljesen összeállított genom kritikus fontosságú az organizmus biológiai jellemzőinek megértéséhez. A tudósok korábban megpróbálták szekvenálni a Schmidtea mediterranea genomját, de végül több mint 100 000 rövid darab gyűjteménye lett. Ennek az az oka, hogy a genom nagy része ugyanazon szekvencia sok csaknem azonos másolatából áll, amelyet újra és újra megismételnek.

Új szekvencia módszerek

A kivételesen ismétlődő genom ezen kihívásának leküzdésére az MPI-CBG Jochen Rink és Eugene Myers kutatócsoportjai a Pacific Bioscience régóta olvasott szekvenálási technológiáját alkalmazták, amelyet a DRESDEN-koncepció Szekvenciaközpontban működtetnek, amely az MPI-CBG és TU Drezda. Ez a viszonylag új technológia közvetlenül képes "leolvasni" a genom összefüggő szakaszait, akár 40 000 alappár (vagy "betű") hosszúságig. Az ilyen hosszú olvasmányok drámai módon hatékonyabban kapcsolódnak a genom ismétlődő szakaszaihoz, mint a szélesebb körben használt 100-500 bázispárolvasások, ami akár 100-szoros javulást is eredményezhet a korábbi találkozókon a genomgyűjtemény statisztikájában.

Siegfried Schloissnig (HITS) volt elsősorban a Marvel nevű új szoftverrendszer kifejlesztéséért, amely sokkal többet és hatékonyabban oldja meg a hosszú olvasások jelentette rejtvényeket, mint a korábbi rendszerek. A Schmidtea mediterranea genom-összeállítása nyolc terabájt adatot tartalmazott, amelynek elkészítéséhez a HITS nagy teljesítményű számítási fürtje három hét alatt tartott.