Рисовый угорь — обитатель залитых полей Восточной и Юго-Восточной Азии и первое позвоночное, у которого наука обнаружила смену пола. Рыба получила безупречную генетическую карту: его ДНК впервые прочитали и собрали целиком, от теломеры до теломеры, без единого разрыва. Работа выполнена Институтом гидробиологии Китайской академии наук, опубликовавшей результаты в журнале Scientific Data.
Главная странность угря в том, что весь его молодняк — самки: только отложив икру, они постепенно превращаются в самцов. Для науки это готовая модель того, как у позвоночных определяется и переопределяется пол, а для рыбоводов — головная боль: самки и самцы созревают в разное время, поэтому с разведением в неволе они сталкиваются с постоянными трудностями. В 2023 году в Китае, где нежное мясо угря считают деликатесом, вырастили 355 000 тонн этой рыбы на 23 млрд юаней, при этом мальков по-прежнему вылавливают в природе, и дикие популяции истощаются.
Прочитать геном рыбы до конца помогло сочетание трех технологий: точные длинные чтения PacBio HiFi, сверхдлинные цепочки Oxford Nanopore и карта пространственной близости участков ДНК. В результате получилось 838 млн нуклеотидов, ровно разложенных по 12 хромосомам, причем у каждой хромосомы впервые описаны теломеры, «колпачки» на концах, и центромера — перетяжка, делящая ее пополам. Внутри нашлось более 25 тысяч генов, кодирующих белки.
Прежний вариант генома, собранный в 2018 году, был набором фрагментов. Цельные куски ДНК оказывались в пять раз короче — 14,5 млн букв против 70,7 млн. Сложные повторы, занимающие почти половину генома угря, оставались темными пятнами: именно из монотонных повторов состоят теломеры и центромеры, и секвенсоры их постоянно путали. Новая сборка закрыла и эти участки.
Теперь у биологов есть точная опора для поиска генов, управляющих превращением самки в самца: поняв их работу, можно научиться регулировать пол потомства и создать породы, приспособленные к жизни на фермах, — это решит проблему переловленных диких популяции. Сборка выложена в открытые базы, так что работать с ней могут лаборатории по всему миру. А сам рисовый угорь останется главным модельным объектом, который позволит изучить, как вообще позвоночные выбирают и меняют пол.
Ранее генетики случайно вырезали из ДНК «мусор» и получили мышей с дефектами челюсти и ребер.