Developing a slug laboratory model to study transposable elements and RNA silencing

Abstract

Měkkýši představují jeden z největších a nejrozmanitějších živočišných kmenů. Vyznačují se širokou škálou tělních plánů a osídlují téměř všechna prostředí, přesto zůstávají na poli experimentální biologie z velké části neprozkoumaní. Několik druhů měkkýšů získalo status perspektivních modelových organismů, avšak většina z nich vyžaduje akvakulturu nebo je obtížné je chovat a geneticky manipulovat. Dosud neexistuje rozšířený laboratorní měkkýší model. Ve své diplomové práci jsem se zaměřil na ustanovení nového modelového organismu, slimáka Deroceras laeve a D. invadens. Tito suchozemští plži jsou nenároční na chov, mají relativně krátký životní cyklus a značně rozdílné reprodukční strategie. Vytvořil jsem několik klíčových zdrojů pro jejich úspěšné zařazení mezi modelové organismy. Slimáky lze snadno chovat v laboratorních podmínkách a jejich chov lze sledovat díky databázi původně navržené pro chov ryb, zvané SLUGbase. 3D modely z mikroCT a histologické atlasy poskytují podrobný přehled jejich anatomie. Sestavení genomu na chromozomální úrovni u obou druhů umožnilo anotaci, včetně transpozibilních elementů, přičemž nejpočetnějšími jsou LINE tvořící 19 % genomu. Analýza dráhy RNA silencing odhalila relativně jednoduchý mechanismus s jedním Dicerem určeným pro biogenezi mikroRNA a efektorovými...

Mollusca is one of the largest and most diverse animal phyla, exhibiting a wide range of body plans and colonizing almost all habitats, yet they are still largely unexplored in the field of experimental biology. A few molluscs have gained the status of emerging models, but the majority of them require aquaculture, or are difficult to breed or manipulate. To date, there is no widespread molluscan laboratory model available. Here, I present my work on establishing the slugs Deroceras laeve and D. invadens as a laboratory model. These slugs are terrestrial, low-maintenance animals with relatively short life cycle and remarkably distinct modes of reproduction. I have generated several fundamental resources for developing these slugs into model organisms. Slugs are easy to breed in a laboratory and can be maintained using a management system originally designed for zebrafish, the SLUGbase. 3D microCT models and histological atlases provide a detailed view into their anatomy. A chromosome-level genome assembly for both slugs enabled genome annotation including annotation of transposable elements, with LINEs being the most abundant ones, comprising 19% of the genome. RNA silencing pathway analysis revealed a relatively simple machinery, with one Dicer dedicated to microRNA biogenesis, and RNA silencing...