Планарний плоский черв’як Schmidtea mediterranea - надзвичайна тварина. Навіть розрізавши на дрібні шматочки, кожен шматок можна перетворити назад у ідеально пропорційний, цілісний мініатюрний планарій. Ключем до цієї здатності є захоплюючі дорослі стовбурові клітини, одна з яких може відновити повноцінного глиста. Але наскільки Шмідтея середземноморська досягає цих подвигів, поки що мало відомо. Важливим кроком до цієї мети є перший дуже суміжний набір геномів Schmidtea mediterranea, який дослідники з Інституту молекулярно-клітинної біології та генетики Макса Планка (MPI-CBG) у Дрездені спільно з доповіддю Інституту теоретичних досліджень Гейдельберга (HITS). у поточному випуску "Природи". Асамблея розкриває геном, який містить нові гігантські повторювані елементи, нові гени, характерні для плоского черв'яка, але також відсутність інших генів, які до цього часу вважалися абсолютно необхідними для збереження тварини в живих. Відкриття має потенційні наслідки в галузі регенерації, біології стовбурових клітин та біоінформатики.

геном

Плоский черв’як Schmidtea mediterranea може регенерувати назад в цілісний організм з окремих частин тіла. Зараз дослідники повністю розшифрували цей надзвичайно повторюваний геном. Кредит: MPI для молекулярно-клітинної біології та генетики/Дж. Рінк

Повний і повністю зібраний геном має вирішальне значення для розуміння біологічних особливостей організму. Раніше вчені намагалися послідувати геном Schmidtea mediterranea, але в підсумку зібрали понад 100 000 коротких штук. Причиною цього є те, що значна частина геному складається з багатьох майже однакових копій однієї і тієї ж послідовності, що повторюється знову і знову.

Нові методи послідовності

Щоб подолати цей виклик надзвичайно повторюваного геному, дослідницькі групи Йохенка Ринка та Юджина Майєрса з MPI-CBG застосували давно прочитану технологію секвенування Pacific Bioscience, що функціонує у Центрі секвенування концепції DRESDEN, спільній операції між MPI-CBG та ТУ Дрезден. Ця відносно нова технологія може безпосередньо "зчитувати" суміжні ділянки геному довжиною до 40 000 пар основ (або "букв"). Такі довгі зчитування значно ефективніші при об'єднанні повторюваних розтяжок у геномі, ніж більш широко використовувані 100-500 базових зчитувань, що призводить до 100-кратного поліпшення статистики збору генома на попередніх засіданнях.

Зігфрід Шлайсніг (HITS) в першу чергу відповідав за розробку нової програмної системи під назвою "Marvel", яка вирішує більшу частину головоломки, що виникає при тривалому читанні, ніж попередні системи, та більш ефективно. У складі генома Schmidtea med Mediterraneana було задіяно вісім терабайт даних, які зайняли високопродуктивний обчислювальний кластер в HITS протягом трьох тижнів.