Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# La biologia# Genomica

La minaccia della Chytridiomicosi per gli anfibi

La chitriodiomicosi causata da Bd mette in pericolo le specie di anfibi in tutto il mondo.

Rhys A. Farrer, N. Helmstetter, K. Harrison, J. Greggory, J. Harrison, E. Ballou

― 5 leggere min


Crisi fungina per gliCrisi fungina per glianfibigli ecosistemi in tutto il mondo.Bd minaccia le popolazioni di anfibi e
Indice

La chitridiomicosi è una malattia infettiva causata da un fungo chiamato Batrachochytrium Dendrobatidis (Bd). Questa malattia ha colpito gravemente gli anfibi in tutto il mondo, portando al declino e all'estinzione di numerose specie. Oltre il 40% degli anfibi è ora a rischio di estinzione a causa di questo fungo, che prospera in vari ambienti. I fattori che contribuiscono a questa crisi includono la perdita di habitat, l'inquinamento e la diffusione di malattie, incluso il Bd.

L'impatto di Batrachochytrium dendrobatidis

Il Bd è stato collegato all'estinzione di oltre 90 specie di anfibi e minaccia circa 500 specie in più. Il fungo infetta gli anfibi attaccando la loro pelle, che è fondamentale per molti dei loro processi vitali. Nei girini, colpisce anche le loro parti della bocca. La degradazione della pelle causata dal Bd porta a una condizione chiamata chitridiomicosi, che può compromettere l'equilibrio idrico e persino uccidere gli anfibi infetti.

Studi genetici su Batrachochytrium dendrobatidis

Le ricerche hanno identificato vari geni e fattori che contribuiscono alla capacità del fungo di danneggiare il suo ospite. Gli studi hanno rivelato famiglie di geni, come le metalloproteasi M36, che probabilmente svolgono un ruolo nella scomposizione della pelle degli anfibi. Altre famiglie di geni trovate nei genomi del Bd includono quelli che condividono somiglianze con geni coinvolti nelle malattie delle piante. Gli scienziati hanno osservato che alcuni di questi geni sono aumentati nel numero nel tempo, suggerendo che potrebbero essere importanti per la sopravvivenza e la virulenza del fungo.

Sottotipi e linee genetiche di Batrachochytrium dendrobatidis

Esistono varie linee genetiche del Bd, con cinque riconosciute fino ad oggi. La Linea Panzootica Globale (BdGPL) è particolarmente nota perché è diffusa ed è considerata altamente virulenta. Uno dei ceppi chiave del Bd, noto come JEL423, è stato prelevato per la prima volta da una rana lemur in Panama. Questo ceppo è stato sequenziato più volte dalla sua scoperta, permettendo ai ricercatori di ottenere informazioni sui geni e le caratteristiche del fungo.

Progressi nel sequenziamento del genoma

Il genoma del ceppo di Bd JEL423 ha subito diversi aggiornamenti e miglioramenti nel corso degli anni. L'assemblea più recente ha notevolmente migliorato la qualità e la completezza del genoma. La nuova versione è molto più lunga e coerente rispetto a quelle precedenti, riducendo la frammentazione e migliorando l'accuratezza. Fornisce informazioni cruciali sulla struttura e funzione del materiale genetico del fungo.

Importanza dell'assemblea del genoma

L'assemblea aggiornata del genoma per Bd JEL423 offre un quadro più chiaro dell'evoluzione e del comportamento patogeno del fungo. L'assemblea migliorata ha meno lacune e regioni ambigue, consentendo ai ricercatori di identificare e comprendere meglio i geni associati alla sua capacità di infettare gli anfibi. Inoltre, fornisce una risorsa più affidabile per la ricerca in corso sul Bd e i suoi effetti.

Risultati su ploidia e diversità genetica

La ploidia si riferisce al numero di set di cromosomi in una cellula. Il ceppo JEL423 mostra aneuploidia, il che significa che ha un numero insolito di cromosomi. Questa caratteristica può contribuire alla diversità genetica del fungo, permettendogli di adattarsi meglio a diversi ambienti. Gli studi sul ceppo JEL423 hanno indicato che ha un mix di sezioni diploidi, triploidi e tetraploidi, che potrebbero influenzare la sua capacità di sopravvivere e prosperare.

Analisi delle famiglie di geni

Le ultime ricerche hanno confrontato il genoma aggiornato con le versioni precedenti e analizzato famiglie di geni chiave coinvolte nella patogenicità. È stata registrata una notevole diminuzione del numero di geni metalloproteasi M36 nell'assemblaggio nuovo, portando a considerare che i conteggi precedenti potrebbero essere stati sovrastimati. Nonostante questa riduzione, altre famiglie di geni, come i geni crinkling e necrosi (CRN), sono rimaste abbondanti, indicando un'interazione complessa di geni nella biologia del fungo.

Il ruolo delle sequenze ripetitive

L'assemblaggio aggiornato del genoma ha anche rivelato un aumento nel numero di sequenze di DNA ripetitive. Queste sequenze potrebbero svolgere un ruolo nella composizione genetica del Bd e potrebbero influenzare le sue capacità patogene. La presenza di elementi trasponibili, che possono muoversi all'interno del genoma, suggerisce che questi potrebbero aiutare il fungo ad adattarsi ed evolversi nel tempo.

Implicazioni ecologiche di Batrachochytrium dendrobatidis

La presenza del Bd rappresenta una minaccia significativa per le popolazioni di anfibi e gli ecosistemi. Con molti anfibi che agiscono come indicatori della salute ambientale, il loro declino può segnalare problemi ecologici più ampi. Gli sforzi di conservazione si stanno concentrando sempre di più sulla comprensione e sul controllo della diffusione del Bd per proteggere queste specie vulnerabili.

Direzioni future nella ricerca

Man mano che la ricerca continua, sarà fondamentale esplorare ulteriormente la genetica del Bd e le sue interazioni con gli anfibi. Assemblee di genoma di alta qualità come quella di JEL423 sono vitali per capire come opera e evolve questo patogeno. Indagare sui ruoli di geni e famiglie di geni specifici nella patogenicità può informare le strategie per combattere il fungo e preservare le specie di anfibi.

I ricercatori stanno anche esplorando lo sviluppo di metodi di trasformazione genetica per manipolare i geni del fungo. Questo approccio potrebbe fornire informazioni sulle funzioni geniche e potrebbe aprire nuove strade per possibilità di trattamento per gli anfibi colpiti.

Conclusione

Batrachochytrium dendrobatidis resta una sfida formidabile per la conservazione degli anfibi. Il genoma aggiornato del ceppo JEL423 rappresenta un significativo avanzamento nella nostra comprensione della biologia e della storia evolutiva di questo patogeno. La ricerca continua e gli studi genomici saranno cruciali per sviluppare strategie di conservazione efficaci e mitigare l'impatto di questo fungo devastante sulle popolazioni di anfibi in tutto il mondo. Man mano che la situazione continua a evolversi, mantenere un focus sugli aspetti genetici ed ecologici del Bd sarà essenziale per il futuro della salute e della biodiversità degli anfibi.

Fonte originale

Titolo: A near-complete telomere-to-telomere genome assembly for Batrachochytrium dendrobatidis GPL JEL423 reveals a CBM18 gene family expansion and a M36 metalloprotease gene family contraction.

Estratto: Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) is responsible for mass extinctions and extirpations of amphibians, mainly driven by the Global Panzootic Lineage (BdGPL). BdGPL isolate JEL423 is a commonly used reference strain in studies exploring the evolution, epidemiology and pathogenicity of chytrid pathogens. These studies have been hampered by the fragmented, erroneous and incomplete B. dendrobatidis JEL423 genome assembly, which includes long stretches of ambiguous positions, and poorly resolved telomeric regions. Here we present and describe a substantially improved, near telomere-to-telomere genome assembly and gene annotation for B. dendrobatidis JEL423. Our new assembly is 24.5 Mb in length, [~]800 kb longer than the previously published assembly for this organism, comprising 18 nuclear scaffolds and 2 mitochondrial scaffolds and including an extra 839 kb of repetitive sequence. We discovered that the patterns of aneuploidy in B. dendrobatidis JEL423 have remained stable over approximately 5 years. We found that our updated assembly encodes fewer than half the number of M36 metalloprotease genes predicted in the previous assembly. In contrast, members of the crinkling and necrosis gene family were found in similar numbers to the previous assembly. We also identified a more extensive carbohydrate binding module 18 gene family than previously observed. We anticipate our findings, and the updated genome assembly will be a useful tool for further investigation of the genome evolution of the pathogenic chytrids. Author SummaryB. dendrobatidis is a fungus that has been implicated in the extinctions and declines of dozens of amphibians globally. Here we describe a new genome assembly for the commonly used B. dendrobatidis isolate JEL423, which is a substantial improvement from the previously used assembly. Compared with the previous assembly, we reveal that some gene families (such as carbohydrate binding module 18 genes) are more expanded than previously recognised, while others (such as the M36 metalloproteases) are more contracted than previously recognised. Our new genome assembly will be useful for future work exploring the pathogenicity, epidemiology and evolution of chytrid fungi.

Autori: Rhys A. Farrer, N. Helmstetter, K. Harrison, J. Greggory, J. Harrison, E. Ballou

Ultimo aggiornamento: 2024-10-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619730

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619730.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Articoli simili