Планарният плосък червей Schmidtea med Mediterraneana е изключително животно. Дори когато се нарязва на малки парченца, всяко парче може да се регенерира обратно в идеално пропорционален, пълен миниатюрен планарий. Ключът към тази способност са очарователните стволови клетки за възрастни, една от които може да възстанови пълен червей. Но до каква степен Schmidtea med Mediterraneana постига тези подвизи, засега е малко известно. Важна стъпка към тази цел е първият изключително съседен геномен набор от Schmidtea med Mediterraneana, който изследователите от Института за молекулярна клетъчна биология и генетика (MPI-CBG) на Макс Планк в Дрезден в сътрудничество с доклада на Хайделбергския институт за теоретични изследвания (HITS). в настоящия брой на Nature. Събранието разкрива геном, който съдържа нови гигантски повтарящи се елементи, нови гени, специфични за плоските червеи, но също така и отсъствието на други гени, които досега се смятаха за абсолютно необходими за поддържането на животното живо. Откритието има потенциални последици в областта на регенерацията, биологията на стволовите клетки и изследванията на биоинформатиката.

Schmidtea Mediterraneana

Плоският червей Schmidtea med Mediterraneana може да се регенерира обратно в цялостен организъм от отделни части на тялото. Сега изследователите са напълно декодирали този изключително повтарящ се геном, Credit: MPI за молекулярно-клетъчна биология и генетика/J. Rink

Пълният и напълно сглобен геном е от решаващо значение за разбирането на биологичните характеристики на организма. Преди това учените са се опитали да генерират генома на Schmidtea med Mediterraneana, но в крайна сметка са събрали над 100 000 къси парчета. Причината за това е, че голяма част от генома се състои от много почти идентични копия на една и съща последователност, която се повтаря отново и отново.

Нови методи за последователност

За да преодолеят това предизвикателство на изключително повтарящ се геном, изследователските групи на Jochen Rink и Eugene Myers от MPI-CBG използваха отдавна разчетената технология за секвениране на Pacific Bioscience, работеща в DRESDEN-концепция за секвениране на центъра, съвместна операция между MPI-CBG и ТУ Дрезден. Тази относително нова технология може директно да "чете" съседни участъци от генома с дължина до 40 000 базови двойки (или "букви"). Такива дълги четения са драматично по-ефективни при присъединяването на повтарящи се участъци в генома, отколкото по-широко използваните 100-500 базови двойки четения, което води до до 100 пъти подобрения в статистиката за сглобяване на генома на предишни срещи.

Зигфрид Шлойсниг (HITS) беше отговорен главно за разработването на нова софтуерна система, наречена "Marvel", която решава по-голяма част от пъзела, дължащ се на дълги четения, отколкото предишните системи и по-ефективно. Сглобеният геном на Schmidtea med Mediterraneana включва осем терабайта данни, които отнемат високопроизводителния изчислителен клъстер в HITS за три седмици.