Prosjektnummer
901135
Program rensefisk: Kartlegging av berggyltens genom
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Sekvenseringsstrategien i kombinasjon med assemblyprogrammet Canu og assemblyforbedringsprogrammet Pilon (der assembly er et dataprogrammeringsspråk) resulterte i et godt sammensatt genom med store contigs (N50 704 kilobaser) og høy andel komplette gener funnet med valideringsverktøyet BUSCO (95 %). Det sammensatte berggyltegenomassemblyet er 805 megabaser (Mb), hvilket er i samme størrelsesorden som genomene til torsk, medaka og tilapia. Til sammenligning er laksens genom estimert til å være ca. 3000 Mb.
Sekvenseringsstrategien i kombinasjon med assemblyprogrammet Canu og assemblyforbedringsprogrammet Pilon (der assembly er et dataprogrammeringsspråk) resulterte i et godt sammensatt genom med store contigs (N50 704 kilobaser) og høy andel komplette gener funnet med valideringsverktøyet BUSCO (95 %). Det sammensatte berggyltegenomassemblyet er 805 megabaser (Mb), hvilket er i samme størrelsesorden som genomene til torsk, medaka og tilapia. Til sammenligning er laksens genom estimert til å være ca. 3000 Mb.
Genomet finnes åpent tilgjengelig i European Nucleotide Archive (ENA): http://www.ebi.ac.uk/ena/data/view/FKLU01000001-FKLU01013466, og blir derfra også automatisk lastet opp i databasen NCBI der de fleste kartlagte genom er tilgjengelige: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/wgs/?val=FKLU01#contigs.
Dette prosjektet har også demonstrert at det er mulig å frembringe et ferdig sammensatt og annotert genom fra en fisk i løpet av relativt kort tid og med stadig lavere kostnader.
Dette prosjektet har også demonstrert at det er mulig å frembringe et ferdig sammensatt og annotert genom fra en fisk i løpet av relativt kort tid og med stadig lavere kostnader.
CEES er medio mars 2016 i ferd med å sette opp en genom-browser med hjelp av ELIXIR Norge, der genomet vil bli publisert. En genom-browser er et nettbasert verktøy for å gi forskere og andre interesserte tilgang til genomisk informasjon. Dette verktøyet gjør det mulig å undersøke, og søke i, selve DNA-sekvensen sett i sammenheng med andre typer genomiske data, som for eksempel annotasjonen (lokasjoner til genene), og eksperimentelle data som er plassert i forhold til DNA-sekvens, for eksempel individvariasjoner (SNPs). Brukeren kan også forstørre og forminske på områder av interesse, søke etter spesifikke gener og laste ned relevante deler av genomdata som vises i verktøyet.
CEES skal snart gjøre en ny versjon av torskegenomet tilgjengelig via sin genom-browser. Deretter står berggyltegenomet for tur til å bli gjort tilgjengelig via samme browseren.
NB: Inntil dette er på plass vil NIFES være behjelpelig med data fra genomet på forespørsel fra interesserte.
Kartleggingen av berggyltens genom har gitt forskere og leverandører av vaksiner og fôr blant annet et nyttig verktøy for å kunne utvikle vaksiner, forstå ernæringsbehov og eventuelt få raskere avlsmessig fremgang enn hva som er mulig uten dette verktøyet. Det kan ikke forventes at oppdrettere direkte vil ta i bruk det kartlagte genomet, men den indirekte nytten ved bedre og raskere utvikling av vaksiner, fôr, avl m.m. vil kunne bli særdeles viktig for næringen.
-
Sluttrapport: Nysekvensiering av berggyltgenomet
NIFES. Rapport 21. mars 2016. Av Øystein Sæle (NIFES), Sissel Jentoft (CEES - Institutt for biovitenskap - Universitetet i Oslo (UiO), Ole Kristian Tørresen (CEES - Institutt for biovitenskap - UiO), Ave Tooming-Klunderud (CEES - Institutt for biovitenskap - UiO), Lex Nederbragt (CEES - Institutt for biovitenskap - UiO) og Kai K. Lie (NIFES).
Å få bukt med lakselusproblemet på en bærekraftig måte er en stor utfordring, der rensefisk har allerede vist seg å være en del av løsningen. Bruk av rensefisk er blitt så populært at etterspørselen stadig stiger og det er ikke lenger bærekraftig å kun satse på villfanget fisk. Løsningen kan bli oppdrett av de to mest lovende artene, berggylt og rognkjeks.
Takket være intensiv forskning og erfaring fra oppdrett av “nye” arter som kveite og torsk, og det nære samspillet mellom forskningsmiljøer og industri, har man allerede nå en betydelig produksjon av både berggylte og etter hvert rognkjeks. Utviklingen går raskt, og verktøyene som benyttes på veien mot produksjonen av flere og bedre rensefisk blir stadig mer kompliserte. Flere analyseverktøy er i dag basert på molekylære metoder, der man ser på regulering av gener og hvilke “versjoner” av genene en art har.
Man har allerede benyttet seg av dypsekvensering av berggyltens transkriptom (genuttrykk) for å belyse funksjonaliteten av denne fiskens bemerkelsesverdige fordøyelsessystem i det FHF-finansierte prosjektet “Produksjon av berggylt (LeppeProd)” (FHF-900554). Man vil jobbe videre med denne fiskens fordøyelsessystem og legge hovedvekt på å studere appetittstyring og fordøyelse. Målet er at den skal spise mer og vokse raskere.
Andre aktører jobber med vaksiner, og oppdretterne selv ønsker seg avl på arten. Et felles verktøy som vil representere et stort fremskritt i utviklingen av verktøykassen for alle de nevnte fagområdene vil være kartlegging av leppefiskens genom.
Takket være intensiv forskning og erfaring fra oppdrett av “nye” arter som kveite og torsk, og det nære samspillet mellom forskningsmiljøer og industri, har man allerede nå en betydelig produksjon av både berggylte og etter hvert rognkjeks. Utviklingen går raskt, og verktøyene som benyttes på veien mot produksjonen av flere og bedre rensefisk blir stadig mer kompliserte. Flere analyseverktøy er i dag basert på molekylære metoder, der man ser på regulering av gener og hvilke “versjoner” av genene en art har.
Man har allerede benyttet seg av dypsekvensering av berggyltens transkriptom (genuttrykk) for å belyse funksjonaliteten av denne fiskens bemerkelsesverdige fordøyelsessystem i det FHF-finansierte prosjektet “Produksjon av berggylt (LeppeProd)” (FHF-900554). Man vil jobbe videre med denne fiskens fordøyelsessystem og legge hovedvekt på å studere appetittstyring og fordøyelse. Målet er at den skal spise mer og vokse raskere.
Andre aktører jobber med vaksiner, og oppdretterne selv ønsker seg avl på arten. Et felles verktøy som vil representere et stort fremskritt i utviklingen av verktøykassen for alle de nevnte fagområdene vil være kartlegging av leppefiskens genom.
Å publisere berggyltegenomet slik at FoU på arten har et viktig verktøy tilgjengelig, inkludert annotering (forklare/vise/finne funksjoner).
Et kartlagt genom vil kunne brukes til:
• kartlegging av immunsystemet og utvikling av diagnostiske verktøy
• kartlegging av immunrespons ved utprøving av vaksiner og sykdomsstudier
• å gi svar på hvilke gener som finnes i arten
• å gi svar på hvor mange varianter det finnes av et gen
• å gi svar på hvor lik genenes oppbygging er andre arters gener
• kartlegging av immunsystemet og utvikling av diagnostiske verktøy
• kartlegging av immunrespons ved utprøving av vaksiner og sykdomsstudier
• å gi svar på hvilke gener som finnes i arten
• å gi svar på hvor mange varianter det finnes av et gen
• å gi svar på hvor lik genenes oppbygging er andre arters gener
Prosjektet vil være et samarbeid mellom NIFES og Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES)/Norwegian Sequencing Centre (NSC) ved universitetet i Oslo. Ved NIFES har man erfaring med sekvensering av transkriptomet til berggylt, og NIFES sine samarbeidspartnere i CEES/NSC har erfaring med sekvenseringen av flere fiskegenom, der det mest kjente er torskegenomet.
NIFES vil benytte seg av en kombinasjon av sekvenseringsteknologiene illumina (HiSeq rapid V2) og PacBio (RS II). Illumina gir sikre sekvenser av forholdsvis korte biter av genomet, mens PacBio gir lange sekvenser med større usikkerhet i sekvensene. En kombinasjon av disse metodene forventes å gi god dekning av genomet.
Genomet vil bli gjort allment tilgjengelig, i første omgang gjennom amerikanske National Center for Biotechnology Information (NCBI) sine sider, men siden også i genomportalen som CEES holder på å utvikle i samarbeid med den norske delen av bioinformatikk-plattformen Elixir. Genomdata vil bli delt fortløpende til de som er interessert og tar kontakt. Prosjektet vil også gjøre sekvenseringen kjent gjennom egne nettsider.
-
Sluttrapport: Nysekvensiering av berggyltgenomet
NIFES. Rapport 21. mars 2016. Av Øystein Sæle (NIFES), Sissel Jentoft (CEES - Institutt for biovitenskap - Universitetet i Oslo (UiO), Ole Kristian Tørresen (CEES - Institutt for biovitenskap - UiO), Ave Tooming-Klunderud (CEES - Institutt for biovitenskap - UiO), Lex Nederbragt (CEES - Institutt for biovitenskap - UiO) og Kai K. Lie (NIFES).