16.05.2023: Referenzgenome liefern wichtige Informationen, insbesondere für den Schutz bedrohter Arten. Einem unter der Leitung der Veterinärmedizinischen Universität Wien stehenden internationalen Forschungsteam gelang es nun ein noch hochwertigeres Genom für den Geparden zu sequenzieren. Die neu gewonnenen Daten stellen einen Meilenstein dar und werden das Wissen und das Verständnis über den Geparden deutlich verbessern.

Der Gepard ist teilweise vom Aussterben bedroht. Um richtige Entscheidungen für seine Erhaltung zu treffen, werden genomische Analysen immer wichtiger. Vor diesem Hintergrund wurden kürzlich Genomanalysen des Gepards basierend auf sogenannten Short-Read-Sequenzen veröffentlicht.

Tiefergehende Genomanalysen – wie Untersuchungen der Mutationslast und der genetischen Gesundheit – erfordern jedoch hochkontinuierliche Referenzgenome. Diese helfen beispielsweise, die evolutionäre Anpassungsfähigkeit und den Inzuchtstatus zu bewerten, und spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Managementmaßnahmen im Naturschutz.

Referenzgenom erlaubt Beantwortung wichtiger biologischer Fragen

Da ein solches Referenzgenom für den Gepard derzeit nicht verfügbar ist, haben die Forscher:innen nun ein Genom auf Chromosomenebene sequenziert und zusammengesetzt. „Das neue Referenzgenom VMU_Ajub_asm_v1.0 zeigt eine starke Verbesserung gegenüber den bisher zur Verfügung stehenden Genomen für den Geparden. Es ist das Erste, dass auf Sequenzen von langen DNA Molekülen, so genannten "long reads" basiert, wodurch es uns möglich war auch schwierige Bereiche des Genoms, besonders repetitive Regionen, zuzuzordnen und bisher bestehende Lücken zu füllen. Die verbessere Kontinuität des Genoms wird eine Vielzahl von Genomanalysen ermöglichen, die bisher so nicht möglich waren“, erklärt Studien-Erstautor Sven Winter vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI) der Vetmeduni.

Laut den Forscher:innen bietet die neue Genomressource eine solide Grundlage, um wichtige biologische Fragen wie das Verständnis des Prozesses der natürlichen Selektion und Anpassung zu beantworten. Dazu Studien-Letztautorin Pamela Burger vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni: „Hochkontinuierlich annotierte Genomanordnungen im Chromosomenmaßstab sind wertvolle Referenzen für evolutionäre oder konservierende Genomanalysen und ermöglichen eingehende Studien zur strukturellen Variation oder zur Diversität und Funktion bestimmter Gene wie z. B. Immunantwortgene. Genomassemblierungen von Nicht-Modellorganismen dieser Qualität sind derzeit jedoch noch selten.“

Schnellstes Landtier der Welt und vom Aussterben bedroht

Der Gepard (Acinonyx jubatus) ist eine große Raubkatze und gilt mit Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 105 km/h als das schnellste Landtier. Historisch bewohnte er offenes Grasland in ganz Afrika, auf der Arabischen Halbinsel und im Südwesten Asiens. Derzeit bewohnt er nur kleine Bruchteile seines früheren Verbreitungsgebiets, was zu kleinen und fragmentierten Populationen führt. Der Gepard als Art wird derzeit auf der Roten Liste bedrohter Arten der International Union for Conservation of Nature (IUCN) als „gefährdet“ angesehen, wobei zwei Unterarten A. j. venaticus (Iran) und A. j. hecki (Nordwestafrika) als „vom Aussterben bedroht“ eingestuft gelten.

 

Der Artikel „A chromosome-scale high-contiguity genome assembly of the cheetah (Acinonyx jubatus)“ von Sven Winter, René Meißner, Carola Greve, Alexander Ben Hamadou, Petr Horin, Stefan Prost und Pamela A. Burger wurde im „Journal of Heredity“ veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Artikel