Секвенирован геном новозеландского лисовидного поссума

Лисовидный поссум (лисий кузу, Trichosurus vulpecula) — изначально австралийское ночное сумчатое животное, которое завезли в Новую Зеландию в XIX веке, чтобы разводить ради меха. С тех пор в Новой Зеландии лисовидный поссум стал большой проблемой, так как он охотится на местных птиц и насекомых. Новозеландское правительство ежегодно тратит 150 млн долларов на контроль числа этих животных. Поссумы также являются переносчиками опасных патогенов. В то же время в Австралии, своем изначальном месте обитания, лисовидный поссум остается важным для культуры животным, и предпринимаются усилия по его сохранению. Таким образом, секвенирование генома этого животного и изучение его особенностей важно как для контроля его численности, так и для целей сохранения вида. Авторы нового исследования, опубликованного в Nature Communications, секвенировали геном новозеландского лисовидного поссума и изучили вид с помощью методов функциональной геномики.

Цикл развития лисовидных поссумов типичен для сумчатых: детеныши рождаются в возрасте 17,5 дней, когда даже не могут полноценно дышать, и первые 100 дней проводят в сумке почти неподвижно и с закрытыми глазами. В этот период у детенышей завершается органогенез, и примерно в шестимесячном возрасте поссумы покидают сумку.

Материал для секвенирования генома был отобран у 22-дневного самца по прозвищу Сэнди, а также его сестры Шейлы возрастом примерно 180 дней и их матери Пуку. Для получения геномных последовательностей был использован пайплайн Vertebrate Genomes Project v1.5. Также ученые секвенировали РНК мышц, мозга и яичек с помощью длинных прочтений. В результате они аннотировали 96,8% генов — среди сумчатых этот показатель выше только у коал (98%).

Авторы секвенировали РНК из 13 тканей Сэнди, а также примерно 130 образцов различных тканей (в основном печени) поссумов на разных стадиях развития. Оказалось, что после выхода из сумки транскриптом печени поссума существенно изменяется. По сравнению со взрослыми животными у детенышей, находящихся в сумке, более активен метаболизм галактозы и других углеводов. В то же время у таких детенышей снижена экспрессия цитохрома P450 по сравнению со взрослыми животными. Авторы работы предположили, что подобные изменения в печени необходимы для перестройки на другой тип питания.

С соотношением экспрессии этих генов сильнее всего ассоциирована экспрессия гена, для которого показан геномный импринтинг. С этого гена считывается длинная некодирующая РНК H19, которая запускает экспрессию полученной от отца копии гена IGF2, кодирующего инсулиноподобный фактор роста 2. Детальное исследование показало, что H19 считывается только с материнской копии, у детенышей в сумке активна отцовская копия IGF2, а у взрослых животных, у которых H19 не экспрессируются, активны и отцовская, и материнская копии IGF2.

Ученые выявили на примере лисовидного поссума еще гены, которые подвергаются специфическому для сумчатых импринтингу. Нашлись даже сайты моноаллельной экспрессией соседних или перекрывающихся генов. Авторы проанализировали паттерны метилирования в этих генах.

В Австралии поссумы широко распространены, выделяют шесть подвидов. Известно, что представителей по крайней мере двух из них перевозили в Новую Зеландию. Авторы изучили, насколько эти подвиды перемешались. Они проанализировали митохондриальную ДНК поссумов, проживающих в месте, где они впервые появились в Новой Зеландии, и выявили четыре митохондриальных гаплотипа, которые могут представлять различные австралийские популяции.

Секвенирован геном партеногенетического серебряного карася