Ta strona wykorzystuje ciasteczka ("cookies") w celu zapewnienia maksymalnej wygody w korzystaniu z naszego serwisu. Czy wyrażasz na to zgodę?

Czytaj więcej

Ewolucja intronów w genach jądrowych euglenin

Jedną z niezwykłych cech genów jądrowych euglenin jest obecność w nich dwóch typów intronów: konwencjonalnych intronów spliceosomalnych o konserwowanych końcach GT/C-AG oraz nietypowych intronów niekonwencjonalnych. Introny niekonwencjonalne euglenin nie posiadają konserwowanych sekwencji złączy, tworzą za to stabilną strukturę drugorzędową, zbliżającą końce intronów i egzony na poziomie RNA. Introny konwencjonalne występują w pozycjach konserwowanych, podczas gdy introny niekonwencjonalne w pozycjach unikalnych dla pojedynczych szczepów, gatunków lub niewielkich grup gatunków blisko spokrewnionych ze sobą. Niektóre introny, nazywane pośrednimi posiadają cechy obu wspomnianych grup, dlatego uważa się, że mogą one być formami przejściowymi pomiędzy intronami konwencjonalnymi i niekonwencjonalnymi. Wiedza na temat nabywania nowych intronów niekonwencjonalnych oraz zmian typów jest ciągle niewielka i ogranicza się do danych dla pojedynczych genów. Najlepszym źródłem uzyskania pełniejszych danych na temat ewolucji intronów w genach jądrowych euglenin wydaje się być poznanie sekwencji genomów jądrowych różnych ich przedstawicieli. Podstawowym celem poniższego projektu jest poznanie sekwencji genomów jądrowych dwóch gatunków euglenin: E. hyemalis oraz E. longa. Na podstawie uzyskanych danych, a także na podstawie danych dla genomu E. gracilis przeprowadzone zostaną analizy rozmieszczenia intronów w homologicznych genach a także analizy sekwencji intronów różnych typów. Spodziewamy się, że na podstawie uzyskanych informacji uda nam się: (1) oszacować skalę procesów nabywania i tracenia intronów różnych typów, (2) oszacować liczbę nowych intronów niekonwencjonalnych nabytych po rozejściu się linii ewolucyjnych E. longa – E. hyemalis/E. gracilis oraz E. hyemalis – E. gracilis, (3) wskazać elementy najbardziej konserwowane w intronach niekonwencjonalnych, (4) wskazać elementy charakterystyczne dla sekwencji będących źródłem intronów i elementy wskazujących na mechanizm ich nabywania, (5) wskazać introny pośrednie, wycinane potencjalnie przez dwa mechanizmy, (6) wskazać introny dla których doszło do zmiany typu/mechanizmu wycinania.

Wyizolowany DNA będzie sekwencjonowany dwiema metodami nowej generacji: metodą Ilumina oraz metodą PacBio. Szacujemy, że połączenie tych dwóch metod umożliwi uzyskanie długich fragmentów genomu o jakości odpowiedniej do poszukiwania genów Dla uzyskanych sekwencji genomowych, a także dla sekwencji genomu E. gracilis przeprowadzone zostaną analizy porównawcze, mające na celu wskazanie starych i nowych intronów niekonwencjonalnych, intronów pośrednich oraz zmian typów intronów.

Spodziewane wyniki analiz genomowych pozwolą na globalne oszacowanie procesów nabywania i tracenia intronów w genach jądrowych euglenin. Liczymy również, że uda się wskazać różnice pomiędzy intronami starszymi ewolucyjnie, obecnymi u wszystkich analizowanych gatunków, a intronami młodszymi, wstawionymi do genów pojedynczych taksonów stosunkowo niedawno. Różnice takie ułatwiłyby wskazanie celu i sensu nabywania nowych sekwencji niekodujących w obrębie genów. Odpowiedzi na te pytania poszerzyłyby nie tylko naszą wiedzę na temat ewolucji genomów euglenin ale również na temat roli intronów różnych typów w genach jądrowych wszystkich eukariontów. Wydaje się bowiem, że pomimo wielu lat badań nie wszystkie funkcje intronów zostały poznane.

Konferencje

  • Mikina W., Hałakuc P. Milanowski R. (2021). Manual annotation as a key reference for automatic prediction of nonconventional introns. 1st Annual International Congress on Euglenoids. 8-11 November, Online.
  • Hałakuc P., Semik A., Mikina W., Różycka J., Płecha M., Gumińska N., Karnkowska A., Milanowski R. (2021). Canonical and nonconventional introns in three new Euglena genomes. 1st Annual International Congress on Euglenoids. 8-11 November, Online.
  • Płecha M., Hałakuc P., Jagielska M., Karnkowska A., Milanowski R. (2021). The analysis of whole genome assemblies (WGA) reveals a bizarre structure of euglenids mitochondrial genomes. 1st Annual International Congress on Euglenoids. 8-11 November, Online.
  • Płecha M., Hałakuc P., Jagielska M., Karnkowska A., Milanowski R. (2021). Mitochondrial genomes of Euglena gracilis , E. hiemalis and E. longa obtained from the whole genome assemblies (WGA). EMBO Young Scientists Forum. 21-22 October, Warsaw, Poland.
  • Hałakuc P., Płecha M., Różycka J., Milanowski R., Karnkowska A. (2020). Nonconventional genomics of Euglena species. (2020). 4th EMBO Workshop on Computational and Structural Biology and Chemistry; 28-29.02, Waplewo, Poland
  • Hałakuc P., Gumińska N., Karnkowska A., Milanowski R. (2019) Exception within exceptions – unusual organization of rRNA genes in Euglena longa – poster, VIII European Congress of Protistology – ISOP joint meeting; 28 lipca – 2 sierpnia, Rzym, Włochy
  • Hałakuc P., Karnkowska A., Milanowski R. (2018). Tracing evolutionary changes in rRNA genes in Euglenozoa. The Sixth Polish Evolutionary Conference. 26-28 September, Warsaw, Poland.
  • Płecha M., Walkiewicz H., Gumińska N., Karnkowska A., Zakryś B., Milanowski R. (2018). Evolution of introns in the Euglena hiemalis genes based on the draft genome assembly analysis. The Sixth Polish Evolutionary Conference. 26-28 September, Warsaw, Poland.
  • Płecha M., Walkiewicz H., Gumińska N., Karnkowska A., Zakryś B., Milanowski R. (2018). Annotation-directed draft genome of the non-model species Euglena hiemalis. XXII meeting of the International Society for Evolutionary Protistology, 27 May – 1 June, Droushia village, Cyprus.
  • Hałakuc P., Karnkowska A., Milanowski R. (2018). Tracing evolutionary changes in rRNA genes in Euglenozoa. 48th Jirovec’s Protozoological Days by Czech Society for Parasitology, 1-4 May, Ostrava, Czech Republic.
  • Walkiewicz H., Płecha M., Karnkowska A., Gawryluk R., Keeling P.J., Milanowski R. (2018). Characteristics of nonconventional introns in genomes of marine diplonemids. 48th Jirovec’s Protozoological Days by Czech Society for Parasitology, 1-4 May, Ostrava, Czech Republic.
  • Wysocka-Korzun H., Płecha M., Karnkowska A., Gawryluk R., Keeling P.J., Milanowski R. (2017). Analysis of nonconventional introns in genomes of marine diplonemids. 15th International Congress of Protistology, 30 July – 4 August, Prague, Czech Republic.
  • Płecha M., Wysocka-Korzun H., Gumińska N., Karnkowska A., Zakryś B., Milanowski R. (2017). Whole genome studies of two non-model species of euglenids: Euglena longa and E. hiemalis. 15th International Congress of Protistology, 30 July – 4 August, Prague, Czech Republic.
  • Hałakuc P., Karnkowska A., Milanowski R. (2017). Evolution of ribosomal RNA genes in Euglenozoa. 15th International Congress of Protistology, 30 July – 4 August, Prague, Czech Republic.

Prace dyplomowe

  • Anna Semik (2021). Analiza intronów niekonwencjonalnych w genach jądrowych euglenin. Praca licencjacka na kierunku Bioinformatyka i Biologia Systemów.
  • Antonina Ignatenko (2019). Mechanizmy utraty i nabywania intronów spliceosomalnych w genach jądrowych eukariontów. Praca licencjacka na kierunku Biotechnologia (praca opublikowana w Postępach Biochemii).
  • Paweł Hałakuc (2018). Tracing evolutionary changes in rRNA genes of Euglenozoa. Praca magisterska na kierunku Biotechnologia w ramach MISMaP.

Publikacje

Hałakuc, Paweł; Karnkowska, Anna; Milanowski, Rafał

Typical structure of rRNA coding genes in diplonemids points to two independent origins of the bizarre rDNA structures of euglenozoans Journal Article

BMC Ecology and Evolution, 22 (1), pp. 59, 2022, ISSN: 2730-7182.

Abstract | Links | BibTeX

Soukal, Petr; Hrdá, Štěpánka; Karnkowska, Anna; Milanowski, Rafał; Szabová, Jana; Hradilová, Miluše; Strnad, Hynek; Vlček, Čestmír; Čepička, Ivan; Hampl, Vladimír

Heterotrophic euglenid Rhabdomonas costata resembles its phototrophic relatives in many aspects of molecular and cell biology Journal Article

Scientific Reports, 11 (1), pp. 13070, 2021, ISSN: 2045-2322.

Abstract | Links | BibTeX

Ignatenko, Antonina; Gumińska, Natalia; Milanowski, Rafał

Mechanizmy utraty i nabywania intronów spliceosomalnych Journal Article

Postepy biochemii, 65 (4), pp. 289–298, 2019, ISSN: 00325422.

Abstract | Links | BibTeX

Gumińska, Natalia; Płecha, Magdalena; Walkiewicz, Halszka; Hałakuc, Paweł; Zakryś, Bożena; Milanowski, Rafał

Culture purification and DNA extraction procedures suitable for next-generation sequencing of euglenids Journal Article

Journal of Applied Phycology, 30 (6), pp. 3541–3549, 2018, ISSN: 1573-5176.

Abstract | Links | BibTeX