TBG-Project Maria Nilsson and team

Vergleichende Genomik

Einfluss von mobilen genetischen Elementen auf Genomstruktur, Anpassung und Divergenzprozesse

Institution: Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Mobile genetische Elemente (MGEs) sind ein wichtiger Bestandteil komplexerer Genome. Obwohl sie ursprünglich als Junk-DNA betrachtet wurden, hat sich herausgestellt, dass MGEs aktiv zu funktionalen Elementen, Genomarchitektur und -dynamik beitragen können. In diesem TBG-Projekt untersuchen wir anhand von MGEs die Evolutionsgeschichte von Genomen ganz unterschiedlicher Organismen.

In einer Pilotstudie wurden die Dynamik von MGEs in Säugetierengenomen untersucht, die von TBG generiert wurden. Weiterhin wurden mit Hilfe von Durchflusszytometrie bisher unbekannte Genomgrößen für den Tierstamm der Nemertea (Schnurwürmer) bestimmt. Anschließend wurden neue long-read basierte Genome von vier Arten sequenziert und assembliert. Die Sequenzierung der Nemertea trägt damit dazu bei, Genome von bisher genomisch kaum erforschten Tierstämmen zu erschließen.

Für Studien zur Evolution von MGEs bei Fischen werden populationsgenomische Datensätze generiert und analysiert. Dabei werden  Aktivitätsprofile von MGEs aus Populationsdaten erstellt und nicht nur aus Referenzgenomen, wie bisher. Dieser innovative Ansatz wurde bislang nur selten für Nicht-Modellorganismen eingesetzt und ermöglicht ein tiefgreifendes Verständnis in die Aktivitäten von MGEs. In weiteren Studien wurden Genome aus Museumsmaterial von Krebstieren und Vögeln sequenziert und analysiert.

Bisherige Ergebnisse:

  • Pipelines für die Populationsanalyse von MGEs erstellt
  • 4 de novo Genome von Nemertea assembliert und annotiert
  • Dragonet-Datensatz (51 Individuen)
  • Petermännchen-Genom-Assemblierungen (2)
  • Nemertea-Re-Sequenzierung (20 Arten), 
  • Drei Museomics-Datensätze

TBG Projekt-Team

  • Dr. Maria Nilsson
  • Jordi de Raad
  • Lennart Gries

Expertise / Methoden

  • Charakterisierung und Hochdurchsatzanalyse von MGEs mit modernsten Genomsequenzierungsmethoden und bioinformatischen Ansätzen
  • Phylogenomik ganzer Artkomplexe
  • Long-Read-Sequenziermethoden
  • Genomassemblierung und -annotation
  • Speziations- und Populationsgenomik

PubliKationen

Lammers F, Blumer M, Rücklé C, Nilsson MA (2019) Retrophylogenomics in rorquals indicate large ancestral population sizes and a rapid radiation. Mobile DNA, 10, 5.

Winter S, Prost S, De Raad J, et al. (2020). Chromosome-level genome assembly of a benthic associated Syngnathiformes species: the common dragonet, Callionymus lyra. GigaByte, 1.

von Reumont BM, Lüddecke T, Timm T, et al. (2020). Proteo-transcriptomic analysis identifies potential novel toxins secreted by the predatory, prey-piercing ribbon worm Amphiporus lactifloreus. Marine Drugs, 18(8):E407.

de Raad, J, Päckert, M, Irestedt, M, et al. Speciation and population divergence in a mutualistic seed dispersing bird. Communications Biology (in Bearbeitung).