Группа ученых из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Сиднейского университета, Университета Дикина, Португалии и Бразилии раскрыла ДНК тростниковой жабы, ядовитой амфибии, которая представляет угрозу для многих местных австралийских видов. Результаты были опубликованы сегодня в академическом журнале GigaScience.
«Несмотря на культовый статус, в нашем понимании генетики тростниковой жабы есть серьезные пробелы, и до сих пор никто не собирал геном воедино», - говорит Питер Уайт, руководитель проекта и профессор микробиологии и молекулярной биологии. в UNSW.
Десять лет назад исследователи из Вашингтона уже пытались секвенировать геном тростниковой жабы, но столкнулись с препятствиями, когда дело дошло до его сборки, и не завершили проект.
Для этого проекта команда UNSW-Сиднейского университета работала в Центре геномики Рамачиотти в UNSW, который сыграл роль в расшифровке геномов других знаковых австралийских видов, включая коалу.
Секвенирование и сборка генома - сложный процесс. Используя передовые технологии секвенирования и опыт Университета Нового Южного Уэльса, мы секвенировали 360 с лишним миллиардов пар оснований и собрали один из самых качественных геномов земноводных на сегодняшний день. - говорит старший преподаватель доктор Рич Эдвардс, ведущий автор исследования.
"Нам удалось расшифровать более 90% генов тростниковой жабы с помощью технологии, которая может секвенировать очень длинные фрагменты ДНК, что значительно упрощает задачу по сборке геномной мозаики."
Наличие проекта генома тростниковой жабы поможет закрыть ключевые пробелы в знаниях и ускорить исследования тростниковой жабы. Теперь можно секвенировать больше жаб за небольшую плату, а геном находится в свободном доступе - любой может получить к нему доступ и провести дальнейшие исследования.
Будущий анализ генома даст представление об эволюции тростниковых жаб и обогатит наше понимание их взаимодействия с экосистемой в целом - это поможет нам понять, как жаба распространяется, как действует ее токсин, и предоставит новые возможности чтобы попытаться контролировать ее популяцию», - говорит эксперт по тростниковым жабам и почетный профессор Рик Шайн из Сиднейского университета.
"На сегодняшний день секвенировано очень мало геномов амфибий, так что это также отличная новость для земноводных. Наличие эталонного генома может дать ценную информацию о том, как инвазивные виды эволюционируют, чтобы адаптироваться к новым условиям."
Наличие генома также поможет исследователям найти новые способы контроля над популяцией жаб.
Существующие меры, такие как физическое удаление, не увенчались успехом, но новые методы обучения местных видов не есть жабу - так называемое отвращение к вкусу - дают новую надежду. Однако нам нужно больше подходов для контроля над этим инвазивным видом, - говорит профессор Уайт.
Для одной из таких альтернативных мер - биоконтроля, то есть использования вируса для контроля над популяцией жаб - необходим генетический материал жабы.
«Чтобы найти вирус для биоконтроля, нам нужен доступ к ДНК и РНК жабы», - объясняет Элис Руссо, аспирант Университета Нового Южного Уэльса, которая специализируется на поиске потенциальных вирусов для контроля над жабой.
"ДНК содержит древние фрагменты вирусов - ДНК каждого животного иногда может каталогизировать прошлые инфекции."
Вирусы ранее успешно использовались для контроля европейской популяции кроликов. Проблема с изученными до сих пор вирусами тростниковых жаб заключалась в том, что они потенциально могут заражать местных амфибий, поэтому это исследование было направлено на поиск вируса, специфичного для тростниковых жаб.
В статье, опубликованной в этом месяце в Journal of Virology, исследователи описывают, как они взяли образцы тростниковых жаб из разных мест Австралии и, используя комбинацию секвенирования ДНК и РНК, обнаружили три новых вируса.
«До публикации этой статьи было известно, что только одно семейство вирусов поражает тростниковую жабу. Это первая статья, в которой обнаружены разные вирусы, что очень многообещающе», - говорит Руссо.
"Эта статья открыла дверь: мы обнаружили ретровирус, пикорнавирус и цирковирус, которые генетически схожи с вирусами, поражающими лягушек, рептилий и рыб. Для двух из них мы нашли полный геном - оба потенциально могут использоваться в качестве агентов биоконтроля."
Знание этих новых вирусных последовательностей поможет в будущих исследованиях, которые изучат их распространенность и потенциал в качестве агентов для биоконтроля.
"Предстоит проделать еще много работы. Тем не менее, эти две статьи являются первыми, но наиболее важными шагами в поиске эффективного способа контроля над тростниковой жабой", - заключает профессор Уайт.
Тростниковые жабы хорошо приспосабливаются и оказывают разрушительное воздействие на местную фауну в захваченных регионах, которых много; они присутствуют в 138 странах. С тех пор, как жаба была завезена в Квинсленд для борьбы с тростниковым жуком в 1935 году, она широко распространилась - миллионы жаб в настоящее время занимают более 1,2 миллиона квадратных километров. Он смертельно отравляет местные виды, такие как северный куолл, пресноводные крокодилы и несколько видов местных ящериц и змей.