Forscher entschlüsseln das Genom des Kabeljaus mit 454 Sequencing Systemen

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Pressemeldung der Firma Roche Diagnostics GmbH

In einem diese Woche online in der Fachzeitschrift Nature erschienenen Artikel stellt ein internationales Forscherteam die erste vollständige Genomsequenz des Kabeljaus vor und berichtet von der unerwarteten Entdeckung eines einzigartigen Immunsystems bei dieser wichtigen Fischart. Ein Konsortium von norwegischen Universitäten und Aquakultureinrichtungen unter Leitung der Universität Oslo entschied sich für die 454 Sequencing Systeme von Roche (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY), um eine De novo-Assemblierung des hochkomplexen Kabeljaugenoms zu erstellen, und das in einem Bruchteil der Zeit und zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Sequenziermethoden. Das überraschendste Ergebnis der Forscher – der Kabeljau hat im Laufe seiner Entwicklungsgeschichte offenbar Gene für eine wichtige Komponente des Immunsystems verloren – stellt fundamentale Vorstellungen über die Evolution des Immunsystems der Wirbeltiere in Frage.

„Das Hauptziel dieser Initiative war die Sequenzierung des gesamten Genoms des Kabeljaus mit modernster Sequenziertechnologie“, sagte Studienleiter Professor Kjetill S. Jakobsen vom Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis der Universität Oslo. „Dass der Kabeljau solch eine entscheidende Komponente seines Immunsystems verloren hat, hatten wir nicht erwartet.“ Dem Kabeljau fehlen Gene, die für die Funktion des sogenannten MHC-II-Signalwegs (MHC: Haupthistokompatibilitätskomplex, engl. major histocompatibility complex) unerlässlich sind. Trotzdem funktioniert das Immunsystem des Kabeljaus; es stützt sich dabei auf eine erhöhte Zahl von MHC-I-Genen und TLR-Genen (TLR: Toll-like-Rezeptor). Diese Erkenntnis könnte bei der gezielteren Entwicklung von Impfstoffen helfen, mit Auswirkungen auf die Behandlung von Krankheiten und die Zuchthaltung des Kabeljaus.“

Die vollständige Genomsequenz wurde ausschließlich mit 454 Sequencing Systemen erstellt, unter Einsatz von GS FLX Titanium Shotgun-, 3-kb-, 8-kb- und 20-kb-Paired-End-Reads. Am Ende erreichten die Forscher eine 40-fache Abdeckung des Genoms und konnten mit der Software 454 GS De Novo Assembler (Newbler) eine hochqualitative erste Assemblierung erstellen. Die Forscher wollen auf dieser Ergebnisse Gene und Genvarianten identifizieren, die mit für die Aquakultur von Kabeljau und für Wildpopulationen wichtigen Eigenschaften in Verbindung stehen.

„Unsere Arbeit zeigt deutlich, dass die 454 Sequencing Systeme für große Genomsequenzierungs- und De novo-Assemblierungsprojekte exzellente Ergebnisse liefern. Für uns waren die langen Leseweiten entscheidend, um Ergebnisse in der Qualität zu erhalten, wie wir sie zum Erreichen unserer Forschungsziele benötigten“, erklärte Jakobsen. „Unser nächster Schritt wird die Optimierung der Kabeljau-Assemblierung mit den durch das kürzlich eingeführte System GS FLX+ ermöglichten verlängerten Leseweiten sein. Wir gehen davon aus, dass die erweiterten Leseweiten von 800 bp und mehr besonders hilfreich sein werden für die Sequenzierung des Transkriptoms und für die weitere Verbesserung unserer Annotierung des Kabeljaugenoms.“

„Dies ist ein weiteres Beispiel dafür, wie 454 Sequencing Systeme einer Gruppe beim Übergang von Sequenz zu Assemblierung zu biologischen Erkenntnissen geholfen haben“, sagte James Knight, Forscher bei 454 Life Sciences. „Mit unseren genauen Sequenzierergebnissen und langen Leseweiten sowie der optimierten Assemblierungssoftware können Projekte dieser Größenordnung von Laboren jeder Größe effektiv durchgeführt werden.“

Weitere Informationen zu den 454 Sequencing Systemen finden Sie im Internet auf www.454.com.

1 Star B et al. The genome sequence of Atlantic cod reveals a unique immune system. (2011) Nature Onlineveröffentlichung.



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