Cu milioane de ani în urmă, o specie de broască s-a divizat în două specii. Milioane de ani mai târziu, cele două broaște au devenit din nou una, dar cu câțiva cromozomi suplimentari datorită duplicării întregului genom. Acesta este cazul curios al broaștei africane cu gheare, Xenopus laevis, o broască al cărei genom conține aproape dublul numărului de cromozomi ca broasca cu gheare occidentală înrudită, Xenopus tropicalis.

două

În evoluția speciilor, au avut loc diferite evenimente de-a lungul a milioane de ani care au crescut numărul de cromozomi în unele organisme. Poliploidia descrie un eveniment care crește numărul de copii ale fiecărui cromozom. Vertebratele au suferit cel puțin două evenimente de poliploidie diferite de la divergența lor inițială. Deși în zilele noastre este relativ rar să observăm un mamifer, reptilă sau pasăre cu un număr anormal de cromozomi, poliploidia este frecventă la pești, amfibieni și plante.

Prof. Daniel Rokhsar, profesor de genetică, genomică și dezvoltare la Universitatea din California, Berkeley și șef al Unității de genetică moleculară la Institutul de Știință și Tehnologie din Okinawa Universitatea Absolventă (OIST), Prof. Masanori Taira de la Universitatea din Tokyo și prof. Richard M. Harland de la Universitatea din California la Berkeley a condus grupuri de cercetători în examinarea evoluției genomului broaștei africane cu gheare. Acest mare proiect de colaborare a inclus oameni de știință din diverse universități și instituții de pe glob. Studiul, publicat în Nature și prezentat pe copertă, a dezvăluit că genomul X. laevis este compus din două seturi diferite de cromozomi de la doi strămoși dispăruți.

Dr. Oleg Simakov, un savant postdoctoral în Unitatea de Genetică Moleculară la OIST, a dezvoltat un algoritm pentru a determina durata, în milioane de ani, între divergența și fuziunea ulterioară a speciilor ancestrale X. laevis. Pentru a putea calcula acești timpi, genomul X. laevis a trebuit adnotat corect. Adnotarea implică identificarea regiunilor ADN care conțin gene codatoare sau regiuni necodificatoare. În timp ce automatizarea poate simplifica acest proces, se fac multe greșeli. Dr. Yuuri Yasuoka de la Unitatea de Genomică Marină de la OIST a ajutat la corectarea manuală a adnotării genetice. Studiile sale postuniversitare la Universitatea din Tokyo sub îndrumarea prof. Masanori Taira i-a permis să-și dezvolte abilitățile necesare rolului său în acest proiect. „Profitând de experiențele mele în domeniul biologiei dezvoltării, am examinat genele implicate în procesele de dezvoltare”, a clarificat el.

Dr. Adam Session, fost student absolvent la Prof. Laboratorul lui Rokhsar de la Universitatea din California la Berkeley și co-autor al publicației Nature, a elaborat „Cea mai interesantă descoperire din studiul nostru este că putem împărți actualul genom X. laevis în două seturi distincte de cromozomi, fiecare descendent dintr-un specii ancestrale unice. În timp ce studiile de plante au reușit să arate rezultate similare folosind specii înrudite încă existente, acest studiu este prima dată când se face acest lucru cu două specii de progenitori dispăruți.

Acest mare proiect de colaborare a dus la noi cunoștințe despre duplicarea genomului care pot fi aplicate studiilor evolutive ale altor organisme. „Deoarece X. laevis este un sistem model bine studiat pentru biologia celulară și a dezvoltării, este ideal pentru studierea efectului poliploidiei asupra evoluției”, Dr. Explică Simakov.