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

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

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 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[:]

[:de]Genom des Pantherchamäleons entschlüsselt[:en]Genome of the panther chameleon decoded[:]

[:de]Genom des Pantherchamäleons entschlüsselt[:en]Genome of the panther chameleon decoded[:]

Wissenschaft

[:de]

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[:en]

In recent decades, genetic research has developed rapidly. Since 2009, the so-called high fidelity (HiFi) Pacbio sequencing method has been available for sequencing genomes. Nevertheless, relatively little is being done in the reptile field. There are only about a hundred so-called reference genomes for reptiles, and none at all for chameleons. Scientists from China have now published a reference genome for the panther chameleon (Furcifer pardalis).

For the analysis, a 5-year-old male captive panther chameleon was killed using isoflurane and then dissected. Different tissues were frozen in liquid nitrogen. Skeletal muscle was used for short genome DNA sequencing and HI-C sequencing. Liver was used for HiFi sequencing. RNA from heart, liver, spleen, testis, lung, kidney, and skin were used for transcriptome sequencing.

The genome size of the panther chameleon from the K-mer analysis is 1.61 gigabase pairs (Gbp), containing only 22 so-called contigs, sets of overlapping DNA. The karyotype contains 11 chromosomes, each consisting of one to four contigs. Ten out of eleven chromosomes have repeat sequences (TAACCC). BUSCO analysis demonstrated a high completeness of the genome. The genome can be viewed in the NCBI BioProject under the number PRJNA974816 and in ScienceDataBank.

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

 

Picture: Alex Laube[:]

[:de]Minimalinvasive Methoden zur Gewinnung von DNA-Proben bei Chamäleons[:en]Minimally invasive methods for obtaining DNA samples from chameleons[:]

[:de]Minimalinvasive Methoden zur Gewinnung von DNA-Proben bei Chamäleons[:en]Minimally invasive methods for obtaining DNA samples from chameleons[:]

Tiermedizin Wissenschaft

[:de]

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[:en]

To reliably identify or compare chameleon species, genetic samples of the animals concerned are necessary. Traditionally, scientists have used organ or muscle samples from euthanized chameleons in museum collections or – less commonly – cut tail tips or blood samples from living chameleons. Researchers at the American College in Athens, Greece, have studied whether more minimally invasive methods would also be a good alternative.

They sampled 23 Chamaeleo africanus in the area of the lagoon of Pylos (Divari wetland between Gialova and the bay of Voidokilia) in the Peloponnese in Greece using buccal swabs. This involves running a sterile swab on the inside of the cheek through the chameleon’s mouth for six seconds. Blood was taken from the ventral tail vein of eight other Chamaeleo africanus for comparison. Sampling took less than a minute. Afterward, the chameleons were returned to where they were found. The swabs were transported refrigerated in a special buffer solution in Eppendorf cups and then frozen.

In the laboratory, the researchers were able to extract both nuclear and mitochondrial DNA from all the swabs. However, the quantity and quality of the DNA extracted were lower than in the blood samples. For most applications such as PCR amplification and gene sequencing, however, the scientists said the quantity was sufficient. In terms of invasiveness and destructiveness, buccal swabbing is certainly preferable to killing or injuring individual chameleons. Studies on other reptiles suggest that rapid freezing is not mandatory either – in the field, a functioning cool chain could become a problem in many chameleons‘ countries of origin. The current study advises against ethanol as a fixing solution; the buffer solutions used lead to better results.

Buccal swabbing appears to be less applicable for cases where additional material for future studies might be preserved, for example when describing new species, or when sequencing the entire genome. However, the method is certainly a good alternative, especially for particularly small chameleon populations where lethal sampling could already significantly limit the breeding pool.

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