Som nevnt i den første kalenderluken i årets adventskalender, er genomikk av smådyr utfordrende. I går ble Nhu Dinh ferdig med masteroppgaven sin, men hun fikk også erfare noen av utfordringene knyttet til smådyr og genomikk. Problemet er at noen av dem er så små og har så få celler at det ikke er mulig å få nok DNA ut av dem, selv med de mest sofistikerte metodene som finnes i dag for moderne sekvenseringsteknologi. Så hva skal vi gjøre med dem? Skal vi bare glemme det?

Det er ikke en løsning, ettersom en stor del av det biologiske mangfoldet av dyr er lite, ofte svært lite. Hvis vi neglisjerer disse dyrene, neglisjerer vi en vesentlig del av hva det vil si å være et dyr og deres evolusjon. De er en avgjørende del av økosystemene sine, og bygger bro mellom de helt små, som bakterier, til de helt store, som fisk. Derfor må vi få så mye informasjon som mulig. I dag innebærer dette genomisk informasjon. Noen av oss er imidlertid klare for denne utfordringen. Som vi sier i Tyskland: «Einfach kann jeder».

En doktorgradsstudent, Nick Roberts, fra laboratoriet til vår samarbeidspartner i InvertOmics-prosjektet, tok utfordringen, og han utforsket mulighetene for amplifisering av hele genomet. Til slutt kommet han a bruke på RepliG-metoden, som viste seg å være ganske vellykket. Han gjennomførte en proof-of-principle-studie, der han brukte et enkelt individ av modellorganismen Caenorhabitis elegans, en rundorm. Genomet til denne rundormen er allerede publisert ved hjelp av tusenvis av innavlede individer i stedet for bare ett, og dermed kunne han teste hvordan den nye protokollen fungerte. Disse analysene viste at den nye protokollen er like god og noen ganger litt bedre enn en prosedyre der man bruker hundrevis av individer. Det viste altså at det er mulig å få genomer av høy kvalitet ut av ett enkelt individ, selv om det er bittelite.

Så gikk han enda lenger og brukte et enda mindre individ, en av de gastrotricher Lepidodermella squamata (se bildet over). Mer forbløffende var det at han våget å bruke bare halvparten av den lille organismen, og gjett hva; det fungerte. Vi fikk det første genomet av høy kvalitet for en gastrotrich noensinne. Den resulterende assemblering var på 122 Mbp fordelt på 157 contigs med en N50 på 3,9 Mbp og en L50 på 13. Dette er helt utrolig god kvalitet med tanke på mengden utgangsmateriale. For noen år siden ville dette til og med ha blitt ansett som fantastisk for mye større dyr.

At dette er en svært verdifull ressurs for fremtidige studier, kunne vi også vise. Vi brukte genomet til Lepidodermella squamata sammen med genomiske data fra andre taxa for å bestemme de nærmeste slektningene til rekke Gastrotricha. Det bekreftet tidligere studier ved å plassere dem som søster til flatormene (Platyhelminthes). Denne gruppen har tidligere blitt kalt Rouphozoa, ettersom dyrene i disse to rekker, i motsetning til alle andre rekekr i Lophotrochozoa, bare kan ta opp mat ved å suge den opp.

Hvis du vil lese mer om studien vår, ble den publisert i går i Genome Biology and Evolution. Det er en svært interessant, banebrytende artikkel og en stor prestasjon av Nick.

Utvalgt bilde modifisert fra bilde av Giuseppe Vago (Flickr.com) brukt med CC BY 2.0

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