Blanding av genomet eller ikke – Kromosomrekkefølge som en fylogenetisk markør

Etter Stian hadde vi en annen masterstudent, Pia, som konsentrerte seg om et rent bioinformatisk tema i vår gruppe. Hun forsvarte i går sin avhandling med tittelen «Evaluating the Applicability of Macrosynteny as a Phylogenetic Trait Based on an Exploration of Spiralia» (Evaluering av makrosyntenis anvendbarhet som et fylogenetisk trekk basert på en undersøkelse av Spiralia). I likhet med Stian går også Pia videre til en doktorgrad. Der vil hun jobbe med genomikk hos svært små dyr. Hun kan dermed ta med seg ferdighetene hun har tilegnet seg som medlem av vår gruppe til et nytt prosjekt, siden Pia ikke bare skrev masteroppgaven sin hos oss, men også gjennomførte to sommerpraktikantopphold ved UiO som bachelorstudent. Dette ga henne bred erfaring innenfor ulike temaer, blant annet feltarbeid.

I sin avhandling tok Pia for seg temaet genomutvikling og om det kan brukes som markør for å undersøke fylogenien til Spiralia (også kjent som Lophotrochozoa). De siste årene har man funnet ut at kromosomene hos dyr kan være overraskende stabile, med stort sett de samme kromosomene i lancelet og kamskjell. Dessuten, selv om kromosomer smelter sammen og blandes, er disse hendelsene sjeldne i noen deler av treet. Derfor har det potensial til å være en sterk markør for å løse fylogenier, da fusjonen med blanding ikke kan skilles ut og separeres til den gamle tilstanden. På den annen side har det vist seg at kromosomene i andre deler av treet smelter sammen og blandes i betydelig grad, noe som i praksis forvirrer genomene som egg i eggerøre. Det er kjent at dette også har skjedd i noen taksa av Spiralia.

Antall enkeltkopierte gener (SCOF) i forhold til det taksonomiske nivået (fra Pias masteroppgave).

Pia brukte nå alle genomer som var offentlig tilgjengelige og med fullstendighet på kromosomnivå. Dette betyr at hele kromosomene til en art har blitt sekvensert og de forskjellige delene av et kromosom satt sammen som ett kromosom (eller også kalt koblingsgrupper). Pia jobbet dermed fra bunnen av med å etablere de såkalte forfedres koblingsgruppene og testet om de kunne brukes til å rekonstruere fylogenien til de undersøkte gruppene. Hun jobbet dermed fra lave nivåer av taksonomi som slekten til høyere nivåer som rekker og videre.

Pia fant ut at antallet gjenopprettede enkeltkopierte gener, som er nødvendige for å gjennomføre denne typen makrosynteny-analyser, varierer dramatisk avhengig av annotasjonsmetodikk, taksonomisk dybde og antall arter i en gitt analyse. Antallet enkeltkopierte gener påvirker igjen robustheten til de makrosynteniske mønstrene som blir funnet, og dermed også den resulterende fylogenetiske hypotesen basert på dette mønsteret. Flere slike gener resulterer i mer robust støttede mønstre og hypoteser. Pia fastslo også at fylogenetisk makrosynteny ikke er informativ i tilfelle av to ytterpunkter – svært divergerende genomiske landskap og svært konserverte genomiske landskap, med hensyn til gjenvunnet antall gener, evnen til å gjenvinne forfedres koblingsgrupper og tolkningen av mønstre blant koblingsgruppene. Det første kan resultere i lave antall gener, men uavhengig av antall gener resulterte det i de ovennevnte forvirrede mønstrene som hindret evnen til å gjenopprette forfedres grupper. Det siste har motsatt effekt, forfedres grupper kan lett oppdages, men er de samme for alle undersøkte arter og gir derfor ikke noe fylogenetisk signal.

Kromosomene til forskjellige Schistosoma-arter og hvilke de er mest like hverandre. Siden alle er en-til-en-treff, er det ingen fylogenetiske treff.

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

Loading

Author

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Please reload

Please Wait