Сегодня в журнале GigaScience с открытым доступом опубликована статья, в которой представлен проект генома небольшого животного, похожего на землеройку, ядовитого испанского соленодона (Solenodon paradoxus). Этот вид необычен не только тем, что является одним из очень немногих ядовитых млекопитающих, но и единственной оставшейся ветвью млекопитающих, отделившейся от других насекомоядных во времена динозавров. Секвенирование генома и анализ этого вымирающего животного были проведены международной командой под руководством доктора Дж. Тарас К. Олексик из Университета Пуэрто-Рико в Маягуэсе. Доступность последовательности генома соленодона позволила исследователям ответить на несколько эволюционных вопросов, в частности, действительно ли виды соленодона пережили падение метеорита, которое уничтожило динозавров.
Ядовитая слюна соленодона, одного из немногих современных ядовитых млекопитающих, вытекает из видоизмененных слюнных желез через канавки на его острых резцах («соленодон» происходит от греческого слова «зуб с канавками»). У них также есть несколько других примитивных и очень необычных для млекопитающих характеристик: очень большие когти, гибкая морда с шарнирным соединением и странно расположенные соски, которые находятся на их задней части. Хотя древо жизни млекопитающих тщательно исследовано, это наиболее отдаленная ветвь, которую следует добавить в «геномный клуб». Это имеет особое значение и значение для сохранения, поскольку морфометрические исследования показали, что южные и северные соленодоны Hispaniolan могут быть подвидами, а не отдельными видами.
Соленодон изолирован не только генетически, но и географически. Под угрозой исчезновения они остаются только в нескольких отдаленных уголках Карибского моря на островах Куба и Эспаньола. Его ночной образ жизни делает его еще более неуловимым и, следовательно, менее изученным. Таким образом, для исследователей было крайне важно работать с местными экспертами из Технологического института Санто-Доминго и Автономного университета Санто-Доминго, а также с местными проводниками, которые помогали им выслеживать и устраивать засады на пролетающих соленодонов ночью.
Один из ведущих авторов, д-р Хуан Карлос Мартинес-Крузадо, отметил, что «местные ресурсы абсолютно необходимы для такой работы; только они действительно знают поведение своего животного». Он добавил: «Этот проект может открыть двери для многих других, и мы всегда предполагали, что это один из многих проектов, которые помогут исследованиям, образованию и усилиям по сохранению в Доминиканской Республике».
Для этого проекта было больше, чем просто задача получения организмов для образцов крови, геном соленодона оказался особенно трудным для секвенирования. Проведение геномных исследований в отдаленных районах Карибского моря представляло собой проблему, особенно при транспортировке высококачественной ДНК в лабораторию. Из-за ограничений низкого качества ДНК, а также ограниченного бюджета, коммерческая лаборатория, которая использовалась для проведения секвенирования, показала очень низкий охват на человека.
Уже отправившись в джунгли, исследователи приняли новый вызов, придумав новые подходы к сборке генома. Во-первых, исследователи пришли к выводу, что, поскольку этот вид существовал в течение десятков миллионов лет изолированно, он был чрезвычайно инбредным и имел очень гомозиготный геном. Это привело к потенциальному обходному пути, поскольку пять собранных наборов геномных данных можно было бы объединить для увеличения охвата. Несмотря на первоначальные сомнения, это сработало лучше, чем ожидалось, особенно когда эта стратегия сочеталась с использованием подхода струнного графа, а не более стандартного метода сборки графа де Брюйна. Строковые графы содержат больше данных секвенирования, чем графы де Брейна. Основываясь на полученных здесь результатах, этот новый метод обеспечивает низкобюджетную альтернативу сборке генома, особенно в высоко гомозиготных геномах вымирающих видов.
Первый автор статьи, Кирилл Григорьев, уточняет: «Для меня, пожалуй, самой интересной частью этого исследования была задача получения сборки генома de novo, подходящей для сравнительной геномики, с использованием большого количества секвенирования. данных гораздо меньше, чем в других подобных проектах."
После их сборки исследователи получили данные достаточного качества, чтобы ответить на многие научные вопросы об эволюции соленодонов. Что касается планов сохранения, данные подтверждают, что по крайней мере 300 000 лет назад внутри Hispaniolan solenodon произошел раскол подвидов, а это означает, что северную и южную популяции следует рассматривать как две отдельные единицы сохранения, и поэтому могут потребоваться независимые стратегии разведения.
Эти данные также проливают свет на начальное видообразование этой ветви и показывают, что соленодоны, вероятно, отделились от других современных млекопитающих 73.6 миллионов лет назад. Доктор Олексик сказал: «Мы подтвердили раннюю дату видообразования соленодонов, учитывая продолжающиеся дебаты о том, действительно ли соленодоны пережили гибель динозавров после падения астероида в Карибском море».