[:de]Genom südafrikanischer Zwergchamäleons entschlüsselt[:en]Genome of South African dwarf chameleons decoded[:]

by Alex Negro Wissenschaft

[:de]

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[:en]

After a reference genome for the panther chameleon (Furcifer pardalis) was recently published for the first time in China, scientists from South Africa have now followed with the genome of two dwarf chameleon species.

For the analyses, a male Bradypodion pumilum from Cape Town and a male Bradypodion ventrale from an introduced population in Johannesburg were taken. Muscle and liver tissue was used for long sequencing (HiC). The genome size of Bradypodion pumilum is 2.43 gigabase pairs (Gb), that of Bradypodion ventrale 2.40 Gb. The BUSCO analysis demonstrated a high completeness with about 97% of all existing coding genes in vertebrates. Furthermore, the current publication confirms the six macrochromosomes already found from the karyotype in Bradypodion thamnobates 2017. Various comparisons with Anolis sagrei were made. It remains open which chromosomes in Bradypodion are sex chromosomes.

The genomes can be viewed in the NCBI BioProject under the number PRJNA9861319 and under the BioSample numbers SAMN35825189 and SAMN35825190 respectively.

[:de]Karyotypen bei Chamäleons[:en]Karyotypes in chameleons[:]

by Alex Negro Wissenschaft

[:de]

Wissenschaftler aus Großbritannien und Italien haben sich jetzt mit den Chromosomen verschiedener Chamäleonarten beschäftigt. Sie untersuchten den Karyotyp von insgesamt 83 verschiedenen Chamäleon-Arten. Darunter befanden sich 57 madagassische Chamäleonarten, von denen 32 Karyotypen zum ersten Mal überhaupt beschrieben wurden. Für Calumma brevicorne, Calumma fallax, Calumma parsonii und Furcifer verrucosus waren sogar jeweils mehrere Tiere zur Untersuchung vorhanden. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass vermutlich die Verschmelzung (Fusion) von Chromosomen die Gesamtzahl von Chromosomen im Laufe der Evolution bei Chamäleons verringert hat. Vermutlich fusionierten dabei vor allem Mikrochromosomen (besonders kleine Chromosomen).

Microchromosome fusions underpin convergent evolution of chameleon karyotypes
Marcello Mezzasalma, Jeffrey W Streicher, Fabio M Guarino, Marc E H Jones, Simon P Loader, Gaetano Odierna, Natalie Cooper
Evolution, Juni 2023
DOI: 10.1093/evolut/qpad097[:en]

Scientists from Great Britain and Italy have now studied the chromosomes of different chameleon species. They examined the karyotype of a total of 83 different chameleon species. Among them were 57 Madagascan chameleon species, of which 32 karyotypes were described for the first time ever. For Calumma brevicorne, Calumma fallax, Calumma parsonii and Furcifer verrucosus, there were even several animals each available for examination. The scientists found out that presumably the fusion of chromosomes has reduced the total number of chromosomes in the course of evolution in chameleons. Presumably, it was mainly microchromosomes (particularly small chromosomes) that fused.

[:]

[:de]Genetik: Karyotyp beim Jemenchamäleon[:en]Genetics: Karyotype in the Veiled Chameleon[:]

by Alex Negro Wissenschaft

[:de]

Dass das Geschlecht beim Jemenchamäleon (Chamaeleo calyptratus) genetisch festgelegt wird, ist schon länger bekannt. Die Art verfügt über ein XX-/XY-System. Wissenschaftler aus Russland, Großbritannien, Italien und Thailand haben sich nun mit dem Karyotyp der Art beschäftigt, also den Eigenschaften der Chromosomen.

Der wahrscheinlich ursprünglichste Karyotyp aller Chamäleons ist 2n= 36. Dabei hatte dieses „Urchamäleon“ sechs Paare metazentrischer Makrochromosomen und zwölf Paare Mikrochromosomen, besonders kleine Chromosomen. Das Jemenchamäleon dagegen hat eine geringere Chromosomenzahl, nämlich nur 2n=24. Mittels verschiedener genetischer Untersuchungsmethoden fanden die Forscher in der vorliegenden Studie heraus, dass dieser Karyotyp wahrscheinlich durch Fusionen entstand. Dabei verschmolzen offenbar zwei Mal Mikrochromosomen miteinander, und gleich vier Mal fusionierten Mikro- und Makrochromosomen. Letzteres, die sogenannte heterogene Fusion zwischen unterschiedlich großen Chromosomen, ist ungewöhnlich für Wirbeltiere. Normalerweise liegen Makro- und Mikrochromosomen an verschiedenen Plätzen im Zellkern und werden unterschiedlich schnell transkribiert und repliziert. Das Phänomen ist aber schon von Alligatoren und Schildkröten bekannt – für Chamäleons ist es neu.

Unklar war bisher auch, welches Chromosomenpaar beim Jemenchamäleon eigentlich für das Geschlecht zuständig ist. Bei Chamaeleo chamaeleon codiert das zweitgrößte Chromosomenpaar für das Geschlecht. Erste Mutmaßungen legen jedoch nahe, dass beim Jemenchamäleon stattdessen das fünfte Chromosomenpaar (CCA5) das Geschlechtschromosomenpaar sein könnte. Die Vermutung muss durch weitere Forschung noch validiert werden. Es steht außerdem noch zur Diskussion, welches Gen eigentlich vorwiegend für die Entwicklung der Geschlechtsorgane im Embryo verantwortlich ist – die Forschere identifizierten mindestens drei in Frage kommende Gene auf CCA5.

Identification of Iguania ancestral syntenic blocks and putative sex chromosomes in the Veiled Chameleon (Chamaeleo calyptratus, Chamaeleonidae, Iguania)
Katerina V. Tishakova, Dmitry Yu. Prokopov, Guzel I. Davletshina, Alexander V. Rumyantsev, Patricia C. M. O’Brien, Malcolm A. Ferguson-Smith, Massimo Giovannotti, Artem P. Lisachov, Vladimir A. Trifonov
International Journal of Molecular Sciences 23, Dezember 2022
DOI: 10.3390/ijms232415838

[:en]

It has been known for some time that the sex of the Veiled chameleon (Chamaeleo calyptratus) is genetically determined. The species has an XX/XY system. Scientists from Russia, Great Britain, Italy, and Thailand have now studied the karyotype of the species, i.e. the characteristics of the chromosomes.

The probably most original karyotype of all chameleons is 2n= 36. This „primal chameleon“ had six pairs of metacentric macrochromosomes and twelve pairs of microchromosomes, particularly small chromosomes. The Veiled chameleon, on the other hand, has a smaller number of chromosomes, namely only 2n=24. Using various genetic investigation methods, the researchers in the present study found that this karyotype probably arose through fusions. Microchromosomes apparently fused with each other twice, and micro- and macrochromosomes fused no less than four times. The latter, the so-called heterogeneous fusion between chromosomes of different sizes, is unusual for vertebrates. Normally, macro- and microchromosomes are located at different locations in the cell nucleus and are transcribed and replicated at different rates. However, this phenomenon is already known from alligators and turtles – for chameleons it is new.

Until now, it was also unclear which pair of chromosomes in the Veiled chameleon is actually responsible for the sex. In Chamaeleo chamaeleon, the second largest chromosome pair codes for sex. However, initial speculation suggests that in the Veiled chameleon the fifth chromosome pair (CCA5) may instead be the sex chromosome pair. The conjecture still needs to be validated by further research. It is also still up for discussion which gene is actually predominantly responsible for the development of the sex organs in the embryo – the researchers identified at least three possible genes on CCA5.

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