De novo RNA sequencing enables transcriptome studies in non-model species : gene expression patterns involved in Drosophila montana reproductive diapause
Year: 2014
Type: dissertation
Abstract: Monet pohjoiset hyönteiset selviävät talvesta lisääntymislepokaudessa, joka on geneettisesti määräytyvä ja hormonaalisesti ohjattu fysiologinen lepotila. Lisääntymislepokautta on pääosin tutkittu ekologisesta ja fysiologisesta näkökulmasta, mutta sen geneettisestä taustasta tiedetään vähemmän. Geneettisen tiedon puuttumiseen ovat vaikuttaneet sopivan tutkimuslajin ja menetelmien puute, sekä toisaalta lisääntymislepokauden varsin monimutkainen luonne. Nykyaikaiset sekvensointi-menetelmät mahdollistavat varsin laajat geneettiset tutkimukset lajeilla, joiden genomia ei ole vielä sekvensoitu, mutta joiden ekologiasta on paljon tutkimustietoa. Esimerkkinä kyseisenlaisesta tutkimuslajista lisääntymislepokauden geneettiseen taustaan liittyen ovat Drosophila montana -kärpäset, jotka talvehtivat aikuisvaiheen lisääntymislepokaudessa. Pro Gradu -tutkimukseni tarkoituksena oli tunnistaa nykyaikaisen RNA-sekvensointi-menetelmän avulla geenejä, joiden toiminta muuttuu D. montana kärpästen lisääntymislepokauden aikana. SOLiD 5500XL sekvensointi tuotti 200 miljoonaa lyhyttä sekvenssiä, jotka laatumuokkausten jälkeen koottiin noin 32 000 pitemmäksi sekvenssiksi (engl. contig). Contigeja vastaavien geenien määräksi saatiin noin 70 % D. viriliksen genomin koosta, mikä viittasi siihen, että tutkimuksessa pystyttiin tuottamaan hyvälaatuinen transkriptomi tutkimuksen loppuosaa varten. Geenien toiminta contigien tasolla erosi siten, että se oli 17 %:lla contigeista merkitsevästi korkeampaa ja 19 %:lla matalampaa diapaussaavilla kärpäsillä ei-diapaussaaviin verrattuna. Toiminnantasoiltaan eroavat contigit jaettiin laajempiin geeniryhmiin. Korkeamman toiminnan geeniryhmät sisälsivät geenejä, jotka liittyvät ympäristön muutoksiin vastaamiseen, soluntukirankaan, aineenvaihduntaan, kuten esimerkiksi glukoosi- ja rasva-aineenvaihdunta, sekä (ionien) kuljetukseen. Myös matalamman geenitoiminnan geenit liittyivät aineenvaihduntaan ja kuljetukseen sekä lisäksi mitoosiin/meiosiin ja DNA/RNA:n toimintaan. Lopuksi kymmenen toiminnaltaan eniten diapaussaavien ja ei-diapaussaavien naaraiden välillä eroavaa geeniä pyrittiin nimeämään tarkemmin. Geeneistä kaksi liittyi mitä luultavimmin ympäristön havainnointiin hajuaistin avulla, kolme geeniä glukoosiaineenvaihduntaan ja yksi geeni sekä rasva- että glutationi-aineenvaihduntaan. Lisäksi kaksi myosiinigeeniä liittyi todennäköisesti solutukirangan toimintaan. Listan viimeisestä geenistä ei löytynyt sen toimintaa määrittelevää tutkimustietoa. Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimuksessa löydettiin useita mielenkiintoisia geenejä ja geeniryhmiä, joita voidaan käyttää tulevaisuudessa lisääntymislepokauteen liittyvissä tarkemmissa tutkimuksissa.
Author: Mikko Merisalo
Language: English
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W2231043427