Projekti / Programi
Genomski in transktiptomski vplogled v edinstveno biologijo človeške ribice (Proteus anguinus)
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.01 |
Naravoslovje |
Biologija |
Zoologija in zoofiziologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
človeška ribica, proteus, velik genom, sestavljanje genoma, transkriptom, nekodirajoča DNA, izguba pigmenta, troglomorfizmi, dolgoživost
Raziskovalci (9)
Organizacije (2)
Povzetek
Človeška ribica Proteus anguinus ali proteus je največja izključno jamska žival na svetu in endemit podzemeljskih voda Dinarskega krasa. Tekom evolucije je ta karizmatična dvoživka razvila številne prilagoditve na podzemeljsko okolje kot so depigmentacija kože, izguba oči, specializacija čutil, počasen metabolizem in izjemno toleranco na stradanje, ki lahko traja tudi do osem let. Z ocenjeno življenjsko dobo več kot 100 let in zanemarljivimi znaki staranja sodi proteus med najbolj dolgožive vretenčarje. Kot nekatere druge repate dvoživke pa je sposoben tudi popolne regeneracije poškodovanih okončin. Kot glavni plenilec dinarskih podzemnih voda ima proteus tudi izjemno ekološko vlogo. Vrsto močno ogroža izguba naravnega habitata, zato je zaščitena z nacionalno in mednarodno zakonodajo. Proteus je pomemben del svetovne naravne dediščine. V Sloveniji ima zaradi izjemnega zgodovinskega, kulturnega in naravovarstvenega pomena status nacionalnega simbola in simbola prizadevanj za ohranjanje kraškega podzemlja. Dešifriranje in analiza informacij kodiranih v genomu sta ključen korak pri razumevanju biologije in evolucije organizmov. Poleg genetskega ozadja njenih izjemnih lastnosti in ključnih informacij za ohranitev te ogrožene vrste, genom človeške ribice ponuja možnosti za razumevanje evolucije dvoživk in mehanizmov v ozadju prilagoditev na jamsko okolje. Poleg teh pa tudi razumevanje nekaterih procesov povezanih s človekovim zdravjem, kot sta na primer regeneracija in dolgoživost. Zanimanje in pričakovanja znanstvene javnosti vezana na vsebino genoma človeške ribice so zato velika, ključna ovira pri njenem pridobivanju pa je njegova izjemna velikost. Ta je s 50 Gbp eden največjih poznanih genomov v živalskem kraljestvu, ki po velikosti prekaša človeški genom za približno 15-krat. Izzivi povezani s pridobivanjem vsebin tako velikega genoma so bili nedavno premagani. Skupna prizadevanja in tehnične zmogljivosti strokovnjakov z Univerze v Ljubljani (Slovenija), univerze v Aarhusu (Danska) ter kitajskih partnerjev »BGI Research«, »MGI Tech« in »Lars Bolund institute of regenerative medicine« so omogočili večkratno sekvenciranje genoma. Tako je bilo pridobljenih več kot 7 Tbp genomskih podatkov, poleg teh pa tudi transkriptomi štirinajstih različnih tkiv proteusa. Namen predlaganega projekta je bioinformatska analiza in ureditev te velike količine podatkov v sestavljen genom ter identifikacija potencialnih bioloških vprašanj, na katera je mogoče odgovoriti s tako pridobljenimi genomskimi in transkriptomskmi informacijami. Cilji predlaganega projekta tako vključujejo: i) Opis strukture genoma, njegovo sestavljanje in anotacija genov na podlagi obstoječih sekvenčnih podatkov; ii) analiza nekodirajočega dela genoma in osvetlitev procesov, ki so privedli do njegove izjemne velikosti; iii) opredelitev mehanizmov izgube pigmentacije proteusa; in iv) identifikacija potencialnih mehanizmov povezanih z dolgoživostjo človeške ribice. Poleg trenutno največjega sestavljenega genoma na svetu, bodo informacije pridobljene v projektu pripomogle k boljšemu razumevanju evolucijske vloge ponavljajočih sekvenc in procesov v ozadju nastanka velikih živalskih genomov. Kot prvi analizirani genom izključno jamskega organizma bo genom proteusa omogočil pomemben vpogled v evolucijske procese povezane s prehodom v jamsko okolje ter odprl novo poglavje v raziskavah jamskih organizmov. Rezultati bodo omogočili dostop do informacij ključnih za usmerjeno varovanje naravnih populacij človeških ribic in vzpostavite vzdržnega programa reprodukcije te ogrožene vrste. Analiza genomskih informacij proteusa pa hkrati ponuja možnosti za boljše razumevanje njegovih izrednih sposobnosti regeneracije in dolgoživosti ter njihove potencialne uporabnosti za dobrobit človeka.
