Entblößung des Axolotl-Transkriptoms für die Gewebe-Regeneration mit hochauflösender Annotation durch Long-Read-Sequenzierung

Höhepunkte•Long-Read-Sequenzierung wurde verwendet, um die Annotationsbeschränkungen zu überwinden und die Abdeckung und Genauigkeit des Axolotl-Genoms zu verbessern.•In der Studie wurden 4997 neu transkribierte Regionen und 583 Sequenzen identifiziert, die funktionale Proteine kodieren.•Potenzielle funktionale Proteine mit wichtigen regenerativen Funktionen wurden entdeckt.•Alternative Spleißvarianten wurden in kritischen Regenerationsweg erkannt.AbstractAxolotl sind bekannt für ihre bemerkenswerte Regenerationsfähigkeit. Die Untersuchung ihres Transkriptoms bietet Einblicke in regenerative Mechanismen. Die aktuelle Annotation des Axolotl-Transkriptoms ist jedoch begrenzt, was die Rolle unannotierter Transkripte in der Regeneration unbekannt lässt. Um diese Herausforderung zu bewältigen, nutzten wir die Long-Read-Sequenzierungstechnologie, die eine direkte Beobachtung vollständiger RNA-Transkripte ermöglicht und die Abdeckung und Genauigkeit der Annotation des Axolotl-Transkriptoms erheblich verbessert. Durch die Nutzung dieser Methode identifizierten wir 222 neuartige Genloci und 4775 neuartige Transkripte, die mit Daten der Kurzzeit-Sequenzierung quantifiziert wurden. Durch die umfassende Analyse entdeckten wir neuartige Homologe, potenzielle funktionale Proteine, nicht-kodierende RNAs und alternative Spleißereignisse in wichtigen Regenerationswegen. Insbesondere identifizierten wir neuartige Transkripte mit hohem protein-kodierendem Potenzial, die an der Zellzyklusregulation und der muskuloskelettalen Entwicklung sowie Regeneration beteiligt sind. Interessanterweise wurden auch alternative Spleißvarianten in verschiedenen für die Regeneration kritischen Wegen entdeckt. Dies deutet darauf hin, dass diese neuartigen Transkripte potenziell eine wichtige Rolle bei den robusten regenerativen Fähigkeiten der Axolotl spielen. Die Einzelzell-Transkriptomanalyse zeigte weiter, dass diese Isoformen überwiegend in Axolotl-Limben-Chondrozyten und reifen Gewebezellpopulationen existieren. Insgesamt haben die Ergebnisse die Betrachtung des Axolotl-Transkriptoms erheblich vorangetrieben und eine neue Perspektive für das Verständnis der Mechanismen der regenerativen Fähigkeiten von Axolotl gegeben.Graphical abstract