TEology – automatischer Detektion von transponierbaren Elementen in assemblierten eukaryotischen Genomen

Transponierbare Elemente (TEs) sind ein wesentlicher Bestandteil des eukaryotischen Genoms und pägen dessen Evolution. Neben dem beginnenden Verständnis der biologischen Bedeutung von TEs ist ihr genauer Nachweis in einem Genom auch für die Vorhersage von Genen und die vergleichende Genomik wichtig. Das exponentielle Wachstum der Anzahl von assemblierten Genomen ist ein Herausforderung für die manuelle oder halbautomatische Detektion von TEs. Eine typische Annotation von TEs im eukaryotischen Genom ist aufwändig und bedarf besonderer Experten für TEs.

Die derzeit verfügbare Software, einschließlich RepeatModeler, ist nicht genau genug, um alle TEs zu identifizieren, insbesondere in wenig erforschten Genomen. Infolgedessen bleibt ein Grossteil der identifizierten transposablen Elemente (TE) unklassifiziert und unentdeckt. Das erschwert die Ursache für die Vermehrung dieser unklassifizierten TEs zu erforschen. In vielen Fällen ist die Vermehrung von TEs mit Artbildungsprozessen verbunden und kann auf die dramatischen Veränderungen der Transpositionsraten in funktionellen Regionen, zum Beispiel in den Promotoren der Gentranskription, zurückgeführt werden, die durch Veränderungen in der Umwelt verursacht werden. Um das Auftreten und die Natur dieser Ereignisse besser zu verstehen, müssen wir wissen, welche Proteine an der Transposition der nicht klassifizierten Elemente beteiligt waren. 

Das Hauptziel des TEology-Projekts ist die Etablierung einer rechnergestützten Pipeline für den de novo-Detektion und die Annotation von TEs in assemblierten eukaryotischen Genomen für eine breite Verwendung durch TBG/SGN und die internationale Gemeinschaft.

Um das Hauptziel zu erreichen, verfolgen wir in der Entwicklungsphase drei konkrete Ziele: (a) autonome und nicht-autonome TE automatisch identifizieren, klassifizieren und neue Formen autonomer TE entdecken; (b), TEology wird unabhängig von bestehenden TE-Datenbanken sein; (c), ENTES entwickeln, eine Enzyklopädie/Datenbank von TEs, die automatisch wächst.