両生類に対するキトリディオミコーシスの脅威
Bdによる chytridiomycosis は、世界中の両生類種を危険にさらしてるんだ。
Rhys A. Farrer, N. Helmstetter, K. Harrison, J. Greggory, J. Harrison, E. Ballou
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目次
接触皮膚に感染する真菌バトラコキトリウム・デンドロバティディス(Bd)によって引き起こされる感染症のキトリジオミコシスは、世界中の両生類に深刻な影響を及ぼして、多くの種の減少や絶滅を招いてるんだ。今では、40%以上の両生類がこの真菌の影響で絶滅の危機にさらされてる。生息地の喪失、汚染、Bdを含む病気の広がりがこの危機を引き起こしてる要因だよ。
バトラコキトリウム・デンドロバティディスの影響
Bdは90種以上の両生類の絶滅に関与していて、さらに約500種が脅かされてる。真菌は両生類の皮膚を狙って感染するんだけど、皮膚は彼らの多くのライフプロセスにとって重要なんだ。オタマジャクシでは口の部分も影響を受けるし、Bdによる皮膚の劣化はキトリジオミコシスっていう病状を引き起こして、水分バランスを乱したり感染した両生類を殺すこともある。
バトラコキトリウム・デンドロバティディスの遺伝子研究
研究では、この真菌が宿主に害を及ぼす能力に寄与するさまざまな遺伝子や要因が特定されてる。M36メタロプロテアーゼのような遺伝子のファミリーが、両生類の皮膚を分解するのに関わっている可能性があることが明らかになった。他にも、植物の病気に関わる遺伝子と類似の遺伝子がBdのゲノムにも見つかってる。科学者たちは、これらの遺伝子の一部が時間と共に数が増えていることに気づいて、真菌の生存や病原性にとって重要である可能性を示唆してる。
バトラコキトリウム・デンドロバティディスの系統と系譜
Bdにはさまざまな遺伝子系統があって、これまでに5つが認識されてる。特にグローバルパンゾオティック系統(BdGPL)は広がりがあって、高い病原性があると考えられてる。Bdの重要な分離株の一つ、JEL423はパナマのリムールリーフフロッグから初めて取り分けられた。この分離株は発見以来何度も配列解析されて、研究者たちはこの真菌の遺伝子や特性についての洞察を得てる。
ゲノム配列の進展
Bd分離株JEL423のゲノムは、年々いくつかの更新と改善が行われてきた。最新のアセンブリでは、ゲノムの質と完全性が大幅に向上したんだ。新しいバージョンは以前のものよりもずっと長く、一貫性があって、断片化を減らし、精度が向上してる。これは真菌の遺伝物質の構造や機能についての重要な情報を提供してる。
ゲノムアセンブリの重要性
Bd JEL423の更新されたゲノムアセンブリは、真菌の進化と病原性の振る舞いをより明確に示してる。改善されたアセンブリにはギャップや曖昧な領域が少なく、研究者たちは両生類に感染する能力に関連する遺伝子をよりよく特定、理解できるようになってる。さらに、これはBdやその影響に関する研究にもっと信頼できるリソースを提供してる。
プロイディと遺伝的多様性についての発見
プロイディは細胞内の染色体のセット数を指すんだけど、JEL423株は異常な染色体数を持つアニューロプロイディを示してる。この特性は真菌の遺伝的多様性に寄与するかもしれなくて、さまざまな環境に適応しやすくなる可能性がある。JEL423株に関する研究では、二倍体、三倍体、四倍体のセクションが混在していることが示されていて、これは生存や繁栄に影響を与えるかもしれない。
遺伝子ファミリーの分析
最新の研究では、更新されたゲノムを以前のバージョンと比較して、病原性に関与する重要な遺伝子ファミリーを分析してる。新しいアセンブリではM36メタロプロテアーゼ遺伝子の数が顕著に減少していて、以前の数は過大評価されていたかもしれないと考えられてる。それでも、CRN(クランケリングおよび壊死)遺伝子など、他の遺伝子ファミリーは豊富に残っていて、この真菌の生物学における遺伝子の複雑な相互作用を示してる。
繰り返し配列の役割
更新されたゲノムアセンブリでは、繰り返しDNA配列の数が増加していることも明らかになった。これらの配列はBdの遺伝的構成に関与しているかもしれなくて、病原性能力にも影響を与える可能性がある。ゲノム内で移動できる転座要素の存在は、これらが真菌の適応や進化に役立つかもしれないことを示唆してる。
バトラコキトリウム・デンドロバティディスの生態的影響
Bdの存在は両生類の個体数や生態系に大きな脅威をもたらしてる。多くの両生類が環境の健康の指標として機能しているので、彼らの減少はより広い生態学的問題を示すことがある。保全努力は、これらの脆弱な種を守るためにBdの広がりの理解や制御にますます注力されてる。
研究の今後の方向性
研究が続く中で、Bdの遺伝と両生類との相互作用をさらに探求することが重要になるだろう。JEL423のような高品質のゲノムアセンブリは、この病原体がどのように機能し、進化するかを理解するために不可欠なんだ。特定の遺伝子や遺伝子ファミリーが病原性において果たす役割を調査することで、真菌を打破し両生類の種を保護するための戦略を考える手助けになるかもしれない。
研究者たちは、真菌の遺伝子を操作するための遺伝子変換法の開発にも注目してる。このアプローチは、遺伝子機能の洞察を提供する可能性があって、影響を受けた両生類の治療の新たな道を開くかもしれない。
結論
バトラコキトリウム・デンドロバティディスは両生類の保全にとって依然として大きな課題だ。株JEL423の更新されたゲノムは、この病原体の生物学と進化の歴史についての理解を大きく進展させるものだ。今後の研究とゲノム研究は、効果的な保全戦略を開発し、この壊滅的な真菌が世界中の両生類の個体数に与える影響を軽減するために重要になるだろう。状況が進展し続ける中でBdの遺伝的および生態的側面に注目し続けることが、両生類の健康と生物多様性の未来に欠かせないんだ。
タイトル: 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.
概要: 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.
著者: Rhys A. Farrer, N. Helmstetter, K. Harrison, J. Greggory, J. Harrison, E. Ballou
最終更新: 2024-10-25 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619730
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619730.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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