Das Mega-Genom des Lungenfischs: Analyse der größten Wirbeltiergenome und der Evolution von Anpassungen der Tetrapoden

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Burmester; Professor Dr. Axel Meyer; Professor Manfred Schartl, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418085836

• Erstellungsjahr: 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem DFG Antrag planten wir die drei größten Tiergenome zu sequenzieren, assemblieren und zu analysieren. Lungenfische haben neben Salamandern, soweit bekannt, die größten Genome aller Tiere. Die noch lebenden Lungenfischelinien, Neoceratodus aus Australien, Protopterus (Gaoung mit vier Arten) aus Afrika, und Lepidosiren aus Südamerika sind unsere nächsten, noch lebenden Verwandten unter den "Fischen" und haben auch die größten Genome. Durch die Analyse von deren Genomen erhofften wir Einblicke in die Präadaptationen dieser Fische auf das Landleben, denn Fleischflossige Fische (Sarcopterygier) verließen im Devon (~420Mya) das Wasser und besiedelten das Land. Wir konnten nicht nur diese größten Genome aller Tiere mit ~>40Gb für Neoceratodus und Protopterus und >90Gb für Lepidosiren bestimmen, sondern auch bezüglich der Evolution von Lungen, Adaptationen des Riechens, N-Stoffwechsel und Lokomotionsapparates neue Erkenntnisse hervorbrachte. Diese Ergebnisse wurden in zwei Publikationen in "Nature" publiziert.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Giant lungfish genome elucidates the conquest of land by vertebrates. Nature, 590(7845), 284-289.
  Meyer, Axel; Schloissnig, Siegfried; Franchini, Paolo; Du, Kang; Woltering, Joost M.; Irisarri, Iker; Wong, Wai Yee; Nowoshilow, Sergej; Kneitz, Susanne; Kawaguchi, Akane; Fabrizius, Andrej; Xiong, Peiwen; Dechaud, Corentin; Spaink, Herman P.; Volff, Jean-Nicolas; Simakov, Oleg; Burmester, Thorsten; Tanaka, Elly M. & Schartl, Manfred
  
• Neoceratodus forsteri (Australian lungfish). Trends in Genetics, 37(6), 600-601.
  Schartl, Manfred & Meyer, Axel
  
• The genomes of all lungfish inform on genome expansion and tetrapod evolution. Nature, 634(8032), 96-103.
  Schartl, Manfred; Woltering, Joost M.; Irisarri, Iker; Du, Kang; Kneitz, Susanne; Pippel, Martin; Brown, Thomas; Franchini, Paolo; Li, Jing; Li, Ming; Adolfi, Mateus; Winkler, Sylke; de Freitas Sousa, Josane; Chen, Zhuoxin; Jacinto, Sandra; Kvon, Evgeny Z.; Correa de Oliveira, Luis Rogério; Monteiro, Erika; Baia Amaral, Danielson ... & Meyer, Axel