В исследовании, недавно опубликованном в научном журнале G3: Genes, Genomes, Genetics, исследователи из Эстонского университета наук о жизни в сотрудничестве с коллегами из Университета Турку собрали геном евразийского окуня (латинское название Perca fluviatilis), который в три раза меньше генома человека, но содержит около миллиарда нуклеотидов и более 23 000 генов. Исследуемый окунь происходил из темных вод озера Лоосалу среди болот Рапламаа. Результаты исследования позволяют ученым всего мира лучше понять влияние естественного отбора на геном.
Евразийский окунь - очень распространенный вид рыб в Эстонии и Евразии. Его ареал обитания простирается от Британских островов до Дальнего Востока России. Вид может жить и успешно размножаться в экстремальных условиях окружающей среды. Поэтому мы можем встретить окуня в олиготрофных озерах с чистой водой, солоноватых водах Балтийского моря и кислых темноводных болотных озерах, где другие виды рыб не могут выжить. Однако пока неизвестно, какие именно генетические механизмы помогли окуню приспособиться к таким разным условиям жизни.
Окунь - важное звено пищевой цепи водоемов. Недавно было обнаружено, что полосатая рыба оказывает огромное влияние на круговорот метана в озерах. Именно окунь может сократить выбросы метана в озера почти в десять раз за счет изменения пищевой цепи. Поскольку метан является гораздо более эффективным парниковым газом, чем углекислый газ, окунь играет важную роль в уменьшении глобального потепления. «Вот почему особенно важно понять механизмы адаптации окуня в болотных озерах, бедных кислородом (и богатых гуминовыми веществами), где эмиссия метана наиболее высока, а окунь часто является единственным видом рыб», - сказал ихтиолог Анти Васемяги, профессор Шведского университета сельскохозяйственных наук и старший научный сотрудник Эстонского университета наук о жизни, руководивший исследованием.
По словам Васемяги, собранный геном является важной вехой как в эстонском, так и в международном контексте. «По сравнению с ранее изученными видами рыб секвенированный нами геном представляет большую ценность, поскольку мы использовали инновационную методологию, основанную на раздельном маркировании длинных молекул ДНК и определении последовательности коротких молекул», - рассказал Васемяги. Ученый рассказал, что применяемая методология позволяет быстро, сравнительно дешево и точно секвенировать даже большие геномы, при этом чрезвычайно сложная задача сопоставления генома разбивается на миллионы более мелких головоломок. Благодаря этому наконец-то стало возможным проводить исследования, охватывающие весь геном разных видов рыб. Васемяги добавил, что самый простой способ понять размер генома - это преобразовать его измерения в понятном для человека виде. «Если представить, что длина одной пары оснований составляет один миллиметр, геном окуня может достигать от Тарту до Берлина», - обозначил он, добавив, что следующей задачей исследовательской группы является картирование участков генома или километровых столбов на маршруте от Тарту до Берлина. от Тарту до Берлина, содержащие следы естественного отбора."
Более того, окунь является важным промысловым видом рыбы, а также очень популярной целью среди рыбаков-любителей. Из-за его восхитительного вкуса его выращивание началось во многих местах Европы. «Секвенирование генома окуня позволяет ученым картировать области генома, влияющие на скорость роста рыбы, время достижения половой зрелости, устойчивость к болезням и другие важные аквакультурные характеристики», - пояснил профессор Рихо Гросс, заведующий кафедрой аквакультуры. в Эстонском университете естественных наук. Секвенирование генома окуня упростит аналогичные исследования в Северной Америке, где широко распространен близкий родственник нашего окуня - желтый окунь (латинское название Perca flavescens). Секвенирование генома окуня - это лишь первый шаг к пониманию того, какие эволюционные механизмы сделали окуня одним из самых успешных и широко распространенных видов рыб в умеренной Евразии, заключил Васемяги..
Проведенное исследование было поддержано Эстонским исследовательским советом (IUT8-2) и Академией Финляндии.