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原文
bioRxiv Genomics· Sokolowski, D. J., Nater, A., Miclaus, M., Meng, W., Monis, S., Ngan, W. Y., Qu, R., Erdmann, J., Fontanilla, A. M., Trifonov, V., Yoo, D., Akhtar Alvi, S., Barker, A. J., Barrenada-Taleb, O., Bayerl, J., Begay, V., Campos, A. C., Chan, C., Clarke, Z., Erdmann, A. L., Faykoo-Martinez, M., Geib, T., Hoekzema, K., Jiang, Y., Karimpour, N., Kumaragurubaran, R., Ling, S., Leordean, D., Maree, L., Mendez-Aranda, D., Peng, X., Prokopov, D., Tang, H., Ungerleider, K., van der Horst, G., Wu, H., Zhou, D., Zuzarte, P., Haggerty, L., Hou, H., Hourlier, T., Lischer, H., Martin, F., Gahurova, L., Pugh, T. ·· 1 天前评分51

裸鼹鼠二倍体端粒到端粒基因组解码

Decoding the naked mole-rat genome, telomere to telomere

导读

本文报告裸鼹鼠(Heterocephalus glaber)的二倍体、单倍型分辨、端粒到端粒基因组组装,配套 23 种组织转录组注释,并组装了近缘物种 Cape dune mole-rat(Bathyergus suillus)长读长基因组作为对照。

深度解读

裸鼹形鼠以其超过30年的最长啮齿动物寿命、极低的肿瘤易感以及真社会性繁殖体系,长期吸引比较生物学与衰老研究者的关注 [1, 2]。2011年的基因组测序初步揭示了若干独特的分子适应特征 [2],此后陆续发布的多版参考基因组——例如Ensembl收录的Naked_mole-rat_maternal组装(GCA_944319715.1)[5]——使研究得以在更连续的序列背景下展开,但端粒到端粒的完整组装此前仍付阙如。抗癌机制方面,研究多集中于翻译后层面,例如高分子量透明质酸的积累与信号通路 [3];而后在表达裸鼹形鼠Has2的转基因小鼠中观察到寿命延长与肿瘤发生率下降,表明这类机制具有跨物种可移植性 [4]。换言之,序列完整性与特定生物学表型之间的因果链,迄今尚未完全打通。

本工作报道了一组二倍体、分单倍型解析、从端粒到端粒的裸鼹形鼠基因组组装,并辅以23个组织的转录组注释。该组装解析了无卫星序列的着丝粒、Y染色体,以及15号染色体上一段约25 Mb的结构多态性区域;作为对比,作者同时对寿命较短的独居近缘种——开普沙丘鼹形鼠(Bathyergus suillus)——构建了长读长主组装,把裸鼹形鼠的"非常规"特征置于系统发育背景下加以考察。

比较基因组分析揭示了几类与裸鼹形鼠独特性状相关的序列事件:包括若干与精子活力—生育力解耦相关的基因丢失,例如Irgc;以及与免疫、繁殖、基因组稳定性相关的基因扩增,其中错配修复MutL同源基因Pms1出现多达六个拷贝。这些资源为后续在特定位点上开展功能研究、直接检验寿命延长、肿瘤抑制与生殖策略的遗传基础,提供了此前不具备的完整参考。

不过,组装与注释的完成并不等于机制的阐明。例如本工作识别出的基因丢失(如Irgc)与扩增(如六个Pms1拷贝)尚需在功能实验中加以验证;而高分子量透明质酸与肿瘤抑制之间的因果关系 [3],以及Has2转基因小鼠所呈现的延寿效应 [4] 是否能完全由本组装所揭示的序列变异来解释,仍有待进一步研究。

来源:bioRxiv Genomics · biorxiv.org

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