基因组扫描揭示了寄生线虫肾盘吸虫的多部分体线粒体基因组

《BMC Genomics》：Genome skimming reveals a multipartite mitochondrial genome in the parasitic nematode Dioctophyme renale

　　

摘要

背景

Dioctophyme renale，被称为"肾巨虫"，是一种因体型巨大及与包括人类在内的多种哺乳动物之间存在复杂相互作用而具有重要医学和生物学意义的寄生线虫，可引起双腔肾线虫病。尽管其重要性显著，但D. renale的基因组信息仍然有限。目前仅报道了部分线粒体基因序列和18 S rRNA序列，将其归类为第一支（Clade I）线虫，与鞭毛虫属（Trichuris）和旋毛虫属（Trichinella）同属一支。线粒体基因组对于系统发育、生物地理学和群体学研究具有重要价值。线虫的线粒体基因组通常为环形结构，编码12个蛋白编码基因、22个tRNA和两个rRNA，尽管部分物种表现出多片段线粒体基因组（mitogenome）。鉴于缺乏全面的基因组数据，本研究旨在利用基因组抽提及长读长测序技术对D. renale的线粒体基因组进行测序，并进行比较分析，评估其在第一支线虫中的结构、组成及系统发育关系，同时考虑其独特生活史特征的影响。

结果

我们发现Dioctophyme renale的线粒体基因组呈现多片段组织方式，由十一个环形分子组成，每个分子包含一个蛋白编码基因及其相关非编码区。尽管在其他后生动物中也有报道多片段线粒体基因组的存在，但这一结构——得到了来自独立文库构建的长读长测序的强力支持——代表了脊椎动物寄生线虫中的主要构型和一种新型线粒体基因组结构。比较分析表明，D. renale的线粒体蛋白编码序列在系统发育上与第一支中的脊椎动物寄生线虫聚为一支，而线粒体基因组的结构碎片化似乎是独立进化的。

结论

尽管多片段线粒体基因组的生物学意义尚不清楚，未来的研究应考察与寄生相关的特定生活史特征或选择压力是否促成了其出现。我们还在本研究中提出了一种适用于非模式生物的长读长基因组抽提工作流程，为在显著缺乏线粒体基因组数据的分类群中扩展线粒体基因组资源提供了一种策略。