Genomic Treasure Troves: Complete Genome Sequencing of Herbarium and Insect Museum Specimens (2013)
Desbloquear la vasta diversidad genómica almacenada en las colecciones de historia natural crearía oportunidades sin precedentes para estudios evolutivos, filogenéticos, de domesticación y genómicos de poblaciones a escala genómica. Se ha desalentado a muchos investigadores de utilizar muestras históricas en estudios moleculares debido tanto al éxito generalmente limitado de la extracción de ADN como a los desafíos asociados con la amplificación por PCR de ADN altamente degradado. En el mundo actual de la secuenciación de próxima generación (NGS), las oportunidades y las perspectivas del ADN histórico han cambiado drásticamente, ya que la mayoría de los métodos NGS están diseñados para tomar moléculas de ADN fragmentadas cortas como plantillas. Aquí mostramos que utilizando un enfoque de secuenciación de Illumina multiplex estándar y de extremo emparejado, los datos de secuencia a escala del genoma se pueden generar de manera confiable a partir de una planta preservada en seco, especímenes de hongos e insectos recolectados hasta hace 115 años, y con un mínimo de muestreo destructivo. Usando un enfoque de ensamblaje basado en referencias, pudimos producir el genoma nuclear completo de una persona de 43 añosEspécimen de herbario de Arabidopsis thaliana (Brassicaceae) con cobertura de secuencia alta y uniforme. Se generaron secuencias del genoma nuclear de tres especímenes de hongos de 22 a 82 años de edad ( Agaricus bisporus , Laccaria bicolor , Pleurotus ostreatus ) con una cobertura del exoma del 81,4 al 97,9%. Se ensamblaron secuencias genómicas orgánicas completas para todas las muestras. Utilizando el ensamblaje de novo , recuperamos entre el 16,2% y el 71,0% de las regiones de secuencia de codificación y, por tanto, permanecemos algo cautelosos sobre las perspectivas de de novoensamblaje del genoma a partir de especímenes históricos. Se observaron contaminaciones de secuencias no objetivo en 2 de nuestras muestras de insectos del museo. Anticipamos que los proyectos futuros de genómica de museos quizás no generarán secuencias genómicas completas en todos los casos (nuestros especímenes contenían genomas relativamente pequeños y de baja complejidad), pero al menos generarán datos genómicos comparativos vitales para probar (filo) hipótesis genéticas, demográficas y genéticas, que se vuelven cada vez más horizontales. Además, la NGS de ADN histórico permite recuperar información genética crucial de especímenes de tipo antiguo que hasta la fecha no se han utilizado en su mayoría y, por lo tanto, también abre una nueva frontera para la investigación taxonómica.