Kartläggning av salamanders jättegenom avslöjar regenerationshemligheter
Forskare vid Karolinska Institutet har kartlagt genomet hos den iberiska revbensalamandern och avslöjat hur DNA:s sammansättning och organisation är kopplad till förmågan att regenerera hela kroppsdelar.
Salamandrar är kända för sin unika förmåga att regenerera hela kroppsdelar och sin motståndskraft mot tumörutveckling. Trots detta har de molekylära mekanismerna bakom dessa egenskaper varit svåra att studera på grund av bristande kunskap om hur deras genom är sammansatt. Forskare vid Karolinska Institutet har nu lyckats kartlägga genomet hos den iberiska revbensalamandern, vilket ger nya insikter i dessa fascinerande processer.
– Vi har kartlagt genomet hos den iberiska revbensalamandern, vars DNA-mängd är sex gånger större än hos människan och fyllt av korta icke-proteinkodande sekvenser som upprepas i genomet. Detta har varit en teknisk utmaning, men vi har lyckats med en detaljerad kartläggning som är mer omfattande än någon annan art med liknande genomstorlek, säger András Simon, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi.
Genom att använda avancerade sekvenseringsmetoder har forskarna kunnat bestämma de exakta positionerna av både proteinkodande och icke-proteinkodande sekvenser på varje kromosom. Detta har gett dem kunskap bland annat om hur vissa icke-proteinkodande DNA-sekvenser formar genomets sammansättning och hur dessa regleras när en arm växer ut på nytt.
– Vi har även identifierat proteinkodande gener som saknas i salamanderns genom eller har fler kopior än andra arter. Resultaten utgör en viktig resurs för forskare inom flera fält, såsom genomevolution, regenerativ- och utvecklingsbiologi samt cancerbiologi, förklarar Ketan Mishra, doktorand vid samma institution.
Nästa steg i forskningen är att fokusera på funktionella studier, där forskarna kommer att manipulera molekylära processer för att bestämma hur dessa påverkar regenerationsförmågan. De planerar även att utföra jämförande studier med andra arter för att ytterligare förstå dessa mekanismer.
Arbetet utfördes i nära samarbete med Max Planck Institutet för Molekylär och Cellbiologi, Dresden i Tyskland och Lunds universitet.
Studien, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Cell Genomics, har finansierats av flera anslagsgivare, bl a av European Research Council (ECR), Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse (KAW), Cancerfonden och Vetenskapsrådet till Andras Simon.
Publikation
"Chromosome-scale genome assembly reveals how repeat elements shape non-coding RNA landscapes active during newt limb regeneration", Brown T, Mishra K, Elewa A, Iarovenko S, Subramanian E, Araus AJ, Petzold A, Fromm B, Friedländer MR, Rikk L, Suzuki M, Suzuki KT, Hayashi T, Toyoda A, Oliveira CR, Osipova E, Leigh ND, Yun MH, Simon A,
Cell Genom, online 27 januari, doi: 10.1016/j.xgen.2025.100761