<font id="jvfph"><ruby id="jvfph"></ruby></font>

    <sub id="jvfph"></sub>

          <output id="jvfph"><strike id="jvfph"><p id="jvfph"></p></strike></output>

              <menuitem id="jvfph"><ruby id="jvfph"></ruby></menuitem>

              <menuitem id="jvfph"></menuitem>

                科研

                首頁 - 全部文章 - 科研 - 東南大學陸祖宏團隊成功解析首批染色體水平的高質量石珊瑚基因組圖譜

                東南大學陸祖宏團隊成功解析首批染色體水平的高質量石珊瑚基因組圖譜

                珊瑚礁由于全球氣候變化而面臨著前所未有的威脅,這些氣候變化包括海溫上升、海洋酸化和污染等。保護石珊瑚及其所處的環境對海洋生態系統的健康和多樣性至關重要。近年來,雖然關于石珊瑚轉錄組和基因組的研究已有報道,但石珊瑚的獨特性質對其基因組組裝提出了挑戰,高度雜合性和外源序列污染阻礙了高質量石珊瑚基因組的組裝。例如,細胞內共生藻科、環境共生藻類和微生物伴隨石珊瑚的整個生命周期,因此,去除序列污染是石珊瑚基因組組裝中不可或缺的步驟。

                近日,東南大學陸祖宏團隊在預印本平臺Research Square發表了題為“Deciphering omics atlases to aid stony corals in response to global change”的文章。研究團隊利用新的工作流程,解決了珊瑚基因組組裝中的難點問題,并完成了全球首批染色體水平高質量石珊瑚基因組的測序和組裝。同時,研究團隊還深化了領域內對石珊瑚成鈣、共生以及基因組保守性和整體演化的認識。

                文章發表在預印本Research Square

                主要研究內容

                目前,美國國家生物技術信息中心(NCBI)可以搜索到61個石珊瑚基因組,其中11個基于PacBio測序技術達到了染色體組裝水平(7個小水螅體石珊瑚和4個大水螅體石珊瑚)。在此基礎上,研究人員基于自己搭建的流程,詳細描述了4個組裝質量最好、覆蓋度最高(至少400倍)的小水螅體石珊瑚基因組。其中,A.muricata、M.foliosa和M.capricornis的基因組是NCBI的參考基因組,P.verrucosa的基因組是基于常規評估的最高質量石珊瑚基因組。
                分析結果表明,A.muricata、M.foliosa,M.Capricornis和P.verrucosa基因組由重復序列組成,并且大多數是轉座元件(TE),特別是DNA轉座子、長散布元件(LINE)和長末端重復序列(LTR),這表明TE在石珊瑚基因組中起著重要作用,特別是在復雜的演化中。此外,研究團隊還在A.muricata、M.foliosa,M.Capricornis和P.verrucosa基因組中鑒定到大量的microRNA(miRNA),提示miRNA可能在石珊瑚的生理調節中發揮重要作用。

                圖1. 基因組組裝、評估和注釋

                基于以上新挖掘的數據,該研究系統性揭示了石珊瑚的演化歷史,通過染色體和同源盒基因的共線性分析,展示了石珊瑚基因組的高度保守性特征。此外,研究團隊還結合單細胞RNA測序(scRNA-seq)和泛基因組分析,深化了對共生、鈣化這兩個焦點問題的理解。

                圖2. 石珊瑚和其他刺胞動物的染色體共同線分析

                更加深入的分析發現,SIDT1作為一個核心基因存在于所有的石珊瑚,表達在幾乎所有的細胞簇中。鑒于miR-100和SIDT1在研究涉及的4種石珊瑚中的高度保守性,研究人員系統地重建了石珊瑚中SIDT1的作用機制。

                牽引分子動力學模擬(PMDS)分析表明,石珊瑚SIDT1四聚體具有將miRNA前體(pre-miRNA)運輸穿過細胞膜的能力,使其能夠進入細胞。進一步的平均力模擬(PMFS)分析表明,在穿過磷脂雙層轉運之前,pre-miRNA可以穩定地存在于距離SIDT1四聚體通道中心128 ?的位置(RC=128 ?)。在該位置,pre-miRNA的3' 端的G-50堿基與SIDT1蛋白的R72殘基形成穩定的陽離子-π相互作用,pre-miRNA的U-53堿基與蛋白的S111和S113殘基形成穩定的氫鍵。隨后,pre-miRNA通過SIDT1四聚體通道,并經歷誘導、通道開放和跨膜三個階段。因此,該研究首次展示了石珊瑚SIDT1四聚體蛋白跨細胞膜運輸miRNA前體的動態模擬過程。

                圖3. 石珊瑚SIDT1及其跨膜轉運miRNA前體的功能

                結 語

                石珊瑚是唯一能夠在海洋中實現負碳排放的珊瑚,這對減緩氣候變化至關重要。此外,海洋的碳泵正在比預期更快地放緩,這表明曾經被認為遙遠的威脅已經到來。因此,珊瑚礁的生態保護和恢復工作十分重要和緊迫。該研究利用新的工作流程和高通量染色體構象捕獲(Hi-C)技術,實現了技術突破,成功組裝了世界首批染色體水平的高質量石珊瑚基因組。隨著對石珊瑚多組學認識的加深,綜合利用基因工程技術將有利于珊瑚礁的生態保護。
                同時,該研究也表明,隨著測序技術的進步,將HiFi和Oxford Nanopore Technologies測序平臺產出的長讀長測序數據整合到工作流程中可以促進染色體的無間隙組裝。作者在文章中表示:“希望本文提出的工作流程,特別是從藻類中去除外源序列污染的方法,可以幫助其他石珊瑚基因組計劃的基因組組裝。

                據了解,該研究涉及的數據分析優先考慮數據及相關發現的可靠性和可復制性,排除了與實際生物學背道而馳的推測性生物信息學分析結果。該工作還放棄提及不能100%重復的具體實驗,如利用基因槍和CRISPR/Cas9載體或復合體進行基因編輯實驗等。

                論文原文:

                Chunpeng He, Tingyu Han, Wanlong Huang et al. Deciphering omics atlases to aid stony corals in response to global change, 11 March 2024, PREPRINT (Version 1) available at Research Square [https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4037544/v1].
                (0)

                本文由 SEQ.CN 作者:白云 發表,轉載請注明來源!

                關鍵詞:,

                熱評文章

                好涨太粗进去用力快好深视频_试衣间和老师疯狂试爱_巨大巨粗巨长 黑人长吊_妇女满足农民工特级毛片

                  <font id="jvfph"><ruby id="jvfph"></ruby></font>

                  <sub id="jvfph"></sub>

                        <output id="jvfph"><strike id="jvfph"><p id="jvfph"></p></strike></output>

                            <menuitem id="jvfph"><ruby id="jvfph"></ruby></menuitem>

                            <menuitem id="jvfph"></menuitem>