Genom südafrikanischer Zwergchamäleons entschlüsselt

Genom südafrikanischer Zwergchamäleons entschlüsselt

Wissenschaft

Nachdem kürzlich in China erstmals ein Referenzgenom für das Pantherchamäleon (Furcifer pardalis) veröffentlicht wurde, folgen nun Wissenschaftler aus Südafrika mit dem Genom zweier Zwergchamäleon-Arten.

Für die Analysen wurden ein männliches Bradypodion pumilum aus Kapstadt und ein männliches Bradypodion ventrale aus einer eingeschleppten Population in Johannesburg entnommen. Für die Langsequenzierung (HiC) wurde Muskel- und Lebergewebe verwendet. Die Genomgröße von Bradypodion pumilum liegt bei 2,43 Gigabasenpaaren (Gb), die von Bradypodion ventrale bei 2,40 Gb. Die BUSCO-Analyse wies eine hohe Vollständigkeit mit rund 97% aller existenten kodierenden Gene bei Wirbeltieren nach. Des Weiteren bestätigt die aktuelle Veröffentlichung die bereits vom Karyotyp in Bradypodion thamnobates 2017 vorgefundenen sechs Makrochromosomen. Verschiedene Vergleiche mit Anolis sagrei wurden angestellt. Es bleibt weiterhin offen, welche Chromosomen bei Bradypodion Geschlechtschromosomen sind.

Die Genome können im NCBI BioProjekt unter der Nummer PRJNA9861319 sowie jeweils unter den BioSample-Nummern SAMN35825189 und SAMN35825190 eingesehen werden.

De novo whole genome assemblies for two Southern African Dwarf Chameleons (Bradypodion, Chamaeleonidae)
Jody M. Taft, Krystal A. Tolley, Graham J. Alexander, Anthony J. Geneva
Genome Biology and Evolution 15 (10), 2023, pp. 1-8
DOI: 10.1093/gbe/evad182

Genom des Pantherchamäleons entschlüsselt

Genom des Pantherchamäleons entschlüsselt

Wissenschaft

In den letzten Jahrzehnten hat die Genforschung sich rasant entwickelt. Seit 2009 steht für die Sequenzierung von Genomen das sogenannte high fidelity (HiFi) Pacbio Sequenzierungs-Verfahren zur Verfügung. Trotzdem tut sich gerade im Reptilienbereich relativ wenig. Sogenannte Referenzgenome gibt es für Reptilien nur rund hundert, von Chamäleons gibt es gar keine. Wissenschaftler aus China haben nun ein Referenzgenom für das Pantherchamäleon (Furcifer pardalis) veröffentlicht.

Für die Analyse wurde ein 5 Jahre altes, männliches Pantherchamäleon mittels Isofluran getötet und anschließend seziert. Verschiedene Gewebe wurden in flüssigem Stickstoff eingefroren. Für die Kurzsequenzierung der Genom-DNA und die HI-C-Sequenzierung wurde Skelettmuskel verwendet. Für die HiFi-Sequenzierung wurde Leber genutzt. RNA aus Herz, Leber, Milz, Hoden, Lunge, Nieren und Haut wurden für die Transkriptom-Sequenzierung verwendet.

Die Genomgröße des Pantherchamäleons aus der K-mer-Analyse liegt bei 1,61 Gigabasenpaaren (Gbp), wobei es nur 22 sogenannte contigs, Sätze überlappender DNA, enthält. Der Karyotyp enthält 11 Chromosome, das aus jeweils ein bis vier contigs besteht. Zehn von elf Chromosomen weisen Repeatsequenzen auf (TAACCC). Die BUSCO-Analyse wies eine hohe Vollständigkeit des Genoms nach. Das Genom kann im NCBI BioProjekt unter der Nummer PRJNA974816 sowie in der ScienceDataBank eingesehen werden.

Efficient and highly continuous chromosome-level genome assembly of the first chameleon genome
Hongxin Xie, Zixuan Chen, Shuai Pang, Weiguo Du
Genome Biology and Evolution 131, 2023
DOI: 10.1093/gbe/evad131

 

Foto: Alex Laube

Minimalinvasive Methoden zur Gewinnung von DNA-Proben bei Chamäleons

Minimalinvasive Methoden zur Gewinnung von DNA-Proben bei Chamäleons

Tiermedizin Wissenschaft

Um Chamäleon-Arten sicher zu identifizieren oder zu vergleichen, benötigt man genetische Proben der betreffenden Tiere. Klassisch verwenden Wissenschaftler zu diesem Zweck bisher Organ- oder Muskelproben von getöteten Chamäleons aus Museumssammlungen oder – seltener – abgeschnittene Schwanzspitzen oder Blutproben von lebenden Chamäleons. Forscher des American College in Athen, Griechenland, haben nun ausprobiert, ob auch minimal invasivere Methoden eine gute Alternative wären.

Sie beprobten 23 Chamaeleo africanus im Bereich der Lagune von Pylos (Divari Feuchtgebiet zwischen Gialova und der Bucht von Voidokilia) am Peloponnes in Griechenland mittels Maulhöhlen-Abstrichen. Dabei fährt man sechs Sekunden lang mit einem sterilen Tupfer an der Innenseite der Wange durchs Maul des Chamäleons. Acht weiteren Chamaeleo africanus wurde zu Vergleichszwecken Blut aus der ventralen Schwanzvene genommen. Die Probenentnahmen dauerten weniger als eine Minute. Danach wurden die Chamäleons wieder zurück an ihren Fundort gesetzt. Die Tupfer wurden in spezieller Pufferlösung in Eppendorf-Gefäßen gekühlt transportiert und dann eingefroren.

Im Labor konnten die Forscher sowohl nukleare als auch mitochondriale DNA aus allen Abstrichen extrahieren. Die Menge und Qualität der gewonnenen DNA war allerdings geringer als bei den ebenfalls bearbeiteten Blutproben. Für die meisten Anwendungen wie PCR-Amplifikation und Gensequenzierung, so die Wissenschaftler, sei die Menge aber ausreichend. In Bezug auf Invasivität und bleibende Schäden ist der Wangenabstrich sicherlich dem Töten oder Verletzen einzelner Chamäleons vorzuziehen. Studien an anderen Reptilien deuten darauf hin, dass auch das schnelle Einfrieren nicht zwingend notwendig ist – im Feld könnte eine funktionierende Kühlkette in vielen Herkunftsländern von Chamäleons zum Problem werden. Von Ethanol als Fixierlösung rät die aktuelle Studie ab, die genutzten Pufferlösungen führen zu besseren Ergebnissen.

Weniger anwendbar erscheint der Wangenabstrich für Fälle, bei denen man zusätzliches Material für zukünftige Studien aufbewahren möchte, zum Beispiel bei der Beschreibung neuer Arten, oder prinzipiell das gesamte Genom sequenzieren möchte. Die Methode stellt jedoch vor allem für besonders kleine Chamäleonpopulationen, bei denen tödliche Entnahmen („lethal sampling“) den Zuchtpool bereits deutlich einschränken könnten, sicher eine gute Alternative dar.

Buccal swabs as an effective alternative to traditional tissue sampling methods for DNA analyses in Chamaeleonidae
Maria Koutsokali, Christina Dianni und Michael Valahas
Wildlife Biology
DOI: 10.1002/wlb3.01052