Uzastopno ponovljene sekvence DNA, poznate kao satelitne DNA (satDNA), najčešće smještene u heterokromatinskim regijama, čine značajne dijelove eukariotskih genoma.

Desetljećima je biološka važnost satDNA bila osporavana prvenstveno zbog njihove nekodirajuće prirode, ali u novije vrijeme otkriva se njihova značajna uloga u strukturi centromera, remodeliranju kromatina, specijacijskim procesima, kao i u tumorogenezi. Zbog uzastopne ponovljenosti ove sekvence DNA mahom su izostavljene u genomskim projektima. U posljednjih nekoliko godina, visokoprotočno sekvenciranje i pripadajući specijalizirani računalni alati stubokom mijenjaju studije satDNA, omogućavajući otkrivanje ukupnog sadržaja satDNA u genomu, nazvanog satelitom.

Glavni cilj našeg projekta je istražiti satelitome dviju skupina beskralješnjaka: (i) kukaca roda Tribolium, čije genome karakteriziraju iznimno bogate satDNA smještene u velikim heterokromatinskim domenama, te (ii) školjkaša, za koje je poznato da imaju nizak udio satDNA te kromosome bez velikih heterokromatinskih blokova. U svrhu istraživanja satelitoma osam vrsta, kombinirajući Illumina i PacBio sekvenciranje s različitim eksperimentalnim metodama, proučit ćemo: (i) dinamiku sekvenci DNA i kromosomsku distribuciju niskozastupljenih ponavljanja, (ii) organizacijske obrasce uzastopnih ponavljanja, (iii) postojanje vrsno-specifičnih satDNA, (iv) očuvanost potencijalno funkcionalnih motiva sekvenci satDNA, (v) sličnosti satDNA i povezanost s mobilnim elementima.

Očekujemo da ćemo sveobuhvatnim istraživanjem satelitoma dviju različitih skupina beskralješnjaka i usporednom analizom dobivenih podataka unaprijediti trenutne spoznaje o strukturi i evoluciji satDNA, uključujući životni ciklus, porijeklo i sudbinu, kao i moguće mehanizme uključene u formiranje i širenje uzastopnih ponavljanja te razjasniti veze između satDNA i mobilnih elemenata.

MODELNI ORGANIZMI

SHEMATSKI PRIKAZ PROJEKTNIH CILJEVA I METODOLOŠKIH PRISTUPA

Objavljeni radovi

Tunjić-Cvitanić M, García-Souto D, Pasantes JJ, Šatović-Vukšić E (2024) Dominance of transposable element-related satDNAs results in great complexity of "satDNA library" and invokes the extension towards "repetitive DNA library". Marine Life Science & Technology 6:236-251. doi.org/10.1007/s42995-024-00218-0

Volarić M, Despot-Slade E, Veseljak D, Pavlek M, Vojvoda Zeljko T, Mravinac B, Meštrović N (2024) The Genome Organization of 5S rRNA Genes in the Model Organism Tribolium castaneum and Its Sibling Species Tribolium freemani. Genes 15:776. doi.org/10.3390/genes15060776

Gržan T, Dombi M, Despot-Slade E, Veseljak D, Volarić M, Meštrović N, Plohl M, Mravinac B (2023) The Low-Copy-Number Satellite DNAs of the Model Beetle Tribolium castaneum. Genes 14:999. doi.org/10.3390/genes14050999

Šatović-Vukšić E, Plohl M (2023) Satellite DNAs-From Localized to Highly Dispersed Genome Components. Genes 14:742. doi.org/10.3390/genes14030742

Volarić M, Despot-Slade E, Veseljak D, Meštrović N, Mravinac B (2022) Reference-guided de novo genome assembly of the flour beetle Tribolium freemani. Int. J. Mol. Sci. 23:5869. doi.org/10.3390/ijms23115869 

Šatović-Vukšić E, Plohl M. (2021) Classification problems of repetitive DNA Sequences. DNA 1:84–90. doi.org/10.3390/dna1020009 

Volarić M, Veseljak D, Mravinac B, Meštrović N, Despot-Slade E (2021) Isolation of high molecular weight DNA from the model beetle Tribolium for Nanopore sequencing. Genes 12:1114. doi.org/10.3390/genes12081114

Tunjić-Cvitanić M, Pasantes JJ, García-Souto D, Cvitanić T, Plohl M, Šatović-Vukšić E. (2021) Satellitome analysis of the pacific oyster Crassostrea gigas reveals new pattern of satellite DNA organization, highly scattered across the genome. Int J Mol Sci. 22:6798. doi.org/10.3390/ijms22136798.

Projektna grupa

• Dr. sc. Brankica Mravinac, glavni istraživač, IRB
• Dr. sc. Miroslav Plohl, IRB
• Dr. sc. Eva Šatović, IRB
• Dr. sc. Tanja Vojvoda Zeljko, IRB
• Monika Tunjić Cvitanić, IRB
• Damira Veseljak, IRB
• Dr. sc. Juan J. Pasantes, University of Vigo
• Dr. sc. Daniel García Souto, University of Vigo