Susanna forsvarte sin masteroppgave med suksess forrige uke. I prosjektet sitt ønsket hun å undersøke utviklingen av mitokondriell genomrekkefølge hos bukhårsdyr (Gastrotricha). Gastrotricha er svært små og flate dyr, som vanligvis ikke er lengre enn 1 mm. Likevel kan de ha svært delikate strukturer på huden i form av pigger, torner og skjell. De finnes både i marine og ferskvannsmiljøer. Du kan lese mer om disse interessante dyrene i en av våre tidligere blogginnlegg.

Susannas vei til masteroppgaven var ganske utfordrende, da de små dyrene ikke gjorde det lett å få tak i mitokondrielle genomer. Susanna konsentrerte seg om en av de to ordene av Gastrotricha, Macrodasyida. For det første hadde vi prøver av forskjellige arter av Macrodasyida. For det andre var mitokondrielle genomer allerede tilgjengelige for to arter av den andre ordenen, Chaetonotida. Den ene ble nylig publisert for Liognotus ghinii, og den andre for Lepidodermella squamata hadde vært tilgjengelig en stund. Genrekkefølgen i begge mitokondrielle genomene var identisk, noe som tyder på at det kanskje finnes en bevart genrekkefølge i Gastrotricha generelt. Dette har også blitt observert i Annelida (meitemark og lignende) tidligere.

Gitt suksessen med å skaffe hele genomet til Lepidodermella nylig, bestemte Susanna seg for å bruke en genomtilnærming som vi hadde brukt for Lepidodermella. Dette fungerte ganske bra, og hun klarte å sette sammen genomer av relativt god kvalitet for de fleste av artene hun prøvde. Dermed ble starten veldig bra. Det neste trinnet var at Susanna trakk ut mitokondriegenomet fra genomene, eller rettere sagt, genomene. Hun fikk nemlig tilbake mye mer enn én kontig (=genom) for genomet sitt. Det viste seg at amplifiseringen av hele genomet hadde forårsaket palindromiske strekninger av bare mitokondriegenomet.

Hva betyr dette? Mitokondriellgenomet ble amplifisert i én retning, deretter skiftet amplifiseringen tilbake (tilsynelatende tilfeldig) og fortsatte i motsatt retning. Derfor hadde enkeltlesninger deler av genomet duplisert og i omvendt rekkefølge. Dette ble tydelig når man så på genrekkefølgen til de forskjellige kontigene til en gastrotrich-art som viste høy grad av duplisering og omvendt genrekkefølge for disse delene. Mønsteret var imidlertid tilfeldig på tvers av de forskjellige kontigene av samme art. Dette indikerte at dette er en artefakt og ikke en naturlig variasjon i genrekkefølgen.

Det neste trinnet var å oppdage skiftpunktene i kontigene, kutte dem opp i mindre underenheter og deretter reversere de med omvendt genrekkefølge. Disse underenhetene ble deretter brukt til å sette sammen mitokondriegenomet på nytt. Dette var ganske arbeidskrevende. Avhengig av antall kontiger kunne prosessen gjøres ved hjelp av tilgjengelige bioinformatiske verktøy som Pegasus og MitoHifi, men til slutt trengte nesten alle arter nøye manuell kuratering. Imidlertid lyktes Susanna i alle tilfeller unntatt ett med å oppnå mitokondrielt genom av arten med god dekning.

Da hun deretter sammenlignet mitokondrielle genomer med hverandre, viste det seg at genrekkefølgen i hver av dem var helt forskjellig. Dette betyr at genrekkefølgen i Macrodasyida er betydelig mer variabel enn i Chaetonotida. Dessverre betydde dette også at genrekkefølgen ikke kunne brukes til å informere om fylogenien til Gastrotricha eller deres fylogenetiske posisjon innenfor den større gruppen Lophotrochozoa (også kjent som Spiralia). Siden vi mangler en robust fylogeni for Gastrotricha, var det heller ikke mulig å rekonstruere den opprinnelige rekkefølgen av mitokondrielle gener hos gastrotricher.

Teksten er oversatt fra den engelske versjonen ved hjelp av DeepL.