Genome assembly of endemic cave sponge (Eunapius subterraneus) using data obtained by nanopore sequencing technology

Abstract

Koljeno Porifera iz carstva životinja (Metazoa) obuhvaća preko 8000 znanstveno opisanih vrsta spužvi. Zbog svoje jednostavne građe spužve imaju važnu ulogu u razumijevanju rane evolucije i odnosa između ostalih koljena iz carstva Metazoa. Spužve su i dobri modelni organizmi za razumijevanje bioloških procesa u višim životinjama. Uz morfološke podatke, sve važniju ulogu imaju i genomski podaci. Za složeniju funkcionalnu genomiku Porifera potrebni su nam genomi više predstavnika koljena, međutim, sekvenciranje i sklapanje čitavog genoma spužvi i dalje predstavlja izazov. Ogulinska špiljska spužvica Eunapius subterraneus zbog svojih osobitosti predstavlja zanimljiv modelni organizam. Pomoću dostupnih genomskih knjižnica sklopila sam, a potom i procijenila kvalitetu sklopljenog genoma ogulinske špiljske spužvice. Pritom sam koristila algoritme temeljene na de Bruijnovim grafovima i metodi preklapanje-raspored-konsenzus te primijenila hibridni pristup pri sklapanju genoma pomoću dugačkih sljedova dobivenih sekvenciranjem na uređaju The Oxford Nanopore Technologies MinION. Korištenjem hibridnog pristupa pomoću sljedova dobivenih na uređaju Oxford Nanopore Technologies MinION nije primijećeno poboljšanje u sklopljenom genomu. Moguće poteškoće u sastavljanju genoma predstavljaju onečišćenja, repetitivne sekvence i visoka heterozigotnost. Potrebna su daljnja istraživanja na području genomike Porifera.Porifera, a phylum within the Kingdom Animalia (Metazoa), consists of more than 8000 species of sponges. Owing to their simple morphology, sponges have an important role in understanding the early evolution and relationship between different phyla within the kingdom Animalia. Furthermore, sponges represent good models for biological processes in higher animals. Morphological features are becoming insufficient and we need more genomic data from different species within Porifera. However, the entire process of genome sequencing and assembly of Porifera still remains the challenge. Endemic cave sponge Eunapius subterraneus is an interesting model organism due to its unusual characteristics. Using various genomic libraries I conducted genome assembly and subsequent evaluation of the assembled genome of Eunapius subterraneus. I used various approaches based on both de Bruijn graphs and the Overlap-Layout-Consensus and conducted hybrid assembly using long reads obtained from the Oxford Nanopore Technologies MinION device. The hybrid assembly did not yield any improvement. Low assembly quality could be consequence of potential contamination, repetitive sequences and high heterozigosity rate. Further research of Porifera genomic is needed