Approcci bioinformatici per la ricostruzione della filogenesi dei Chordata con marcatori nucleari e mitocondriali
ProjectIl phylum Chordata è un raggruppamento monofiletico che include i tre subphylum Vertebrata, Tunicata e Cephalochordata. Su basi morfologiche e di embriologia dello sviluppo, i cefalocordati (anfiosso) sono da sempre stati indicati come i più vicini progenitori dei vertebrati, tuttavia evidenze molecolari sembrano contraddire questi dati e identificano i tunicati come ¿sister group¿ dei vertebrati (Delsuc et al. 2006, Nature 439:923-4). La recente disponibilità del genoma nucleare di due Tunicata Ascidiacea (Ciona intestinalis e Ciona savignyi) e di un elevato numero di EST di anfiosso rendono attualmente possibile compiere studi di filogenesi molecolare più accurati.
Il progetto si propone di ricostruire la filogenesi dei cordati su basi molecolari adoperando un campione di geni nucleari codificanti per proteine, accuratamente selezionati dalle banche dati genomiche in base alle loro caratteristiche evolutive. Oltre a studiare l¿evoluzione della sequenza primaria di tali geni, ci proponiamo di studiare l¿evoluzione della struttura del gene, cioè caratteristiche quali l¿organizzazione esoni-introni, la lunghezza degli introni, la presenza di elementi ripetuti, etc. A questo scopo saranno sviluppati una serie di programmi e di ¿protocolli¿ bioinformatici in grado di facilitare sia il controllo e l¿ottimizzazione dell¿annotazione di tali geni, sia le analisi evolutive.
Oltre a geni nucleari, verrà adoperato quale marcatore molecolare anche l¿intero genoma mitocondriale (mtDNA), dato che tale piccolo genoma è facilmente sequenziabile e alcune sue caratteristiche, quali la presenza di geni sicuramente ortologhi e l¿assenza di ricombinazione, lo rendono particolarmente adatto per studi filogenetici. Dato l¿elevato numero di sequenze di mtDNA di vertebrati e cefalocordati già disponibili in banche dati, procederemo al sequenziamento dell¿intero mtDNA di alcune specie di Tunicata, attraverso amplificazione del genoma in due-tre grandi frammenti a partire da DNA totale.
Il progetto si propone di ricostruire la filogenesi dei cordati su basi molecolari adoperando un campione di geni nucleari codificanti per proteine, accuratamente selezionati dalle banche dati genomiche in base alle loro caratteristiche evolutive. Oltre a studiare l¿evoluzione della sequenza primaria di tali geni, ci proponiamo di studiare l¿evoluzione della struttura del gene, cioè caratteristiche quali l¿organizzazione esoni-introni, la lunghezza degli introni, la presenza di elementi ripetuti, etc. A questo scopo saranno sviluppati una serie di programmi e di ¿protocolli¿ bioinformatici in grado di facilitare sia il controllo e l¿ottimizzazione dell¿annotazione di tali geni, sia le analisi evolutive.
Oltre a geni nucleari, verrà adoperato quale marcatore molecolare anche l¿intero genoma mitocondriale (mtDNA), dato che tale piccolo genoma è facilmente sequenziabile e alcune sue caratteristiche, quali la presenza di geni sicuramente ortologhi e l¿assenza di ricombinazione, lo rendono particolarmente adatto per studi filogenetici. Dato l¿elevato numero di sequenze di mtDNA di vertebrati e cefalocordati già disponibili in banche dati, procederemo al sequenziamento dell¿intero mtDNA di alcune specie di Tunicata, attraverso amplificazione del genoma in due-tre grandi frammenti a partire da DNA totale.