Sinds het begin van het veld, het is een belangrijker doel in de genetica om te begrijpen van de mechanistische basis van variatie tussen wilde individuen. Als we loci in kaart plaatsen die aan een kenmerk van belang zijn gekoppeld, kunnen de opkomende genen onmiddellijk worden gebruikt als doelstellingen voor diagnostiek en drugs, en kunnen ze licht werpen op de principes van evolutie. De industriestandaard in de richting van dit doel is om te testen op een relatie tussen genotype en fenotype over een populatie via koppeling of vereniging¹. Krachtig als deze benaderingen zijn, ze hebben een belangrijke beperking-ze vertrouwen op grote panelen van recombinant nageslacht van kruisen tussen interfertile individuen. Ze zijn niet van toepassing in de studie van soorten die niet kunnen paren om in de eerste plaats nakomelingen te vormen. Als zodanig heeft het veld weinig capaciteit voor onbevooroordeelde dissectie van eigenschap-verschillen tussen reproductief geïsoleerde soorten².

In dit werk rapporteren we de technische onderbouwing van een nieuwe methode, RH-SEQ³, voor genoom onderzoeken van de genetische basis van eigenschap variatie tussen soorten. Deze aanpak is een massaal parallelle versie van de wederzijdse hemizygote test^4,5, die eerst werd bedacht als een manier om de fenotypische effecten van allel verschillen tussen twee genetisch verschillende achtergronden te evalueren op een bepaalde Locus (Figuur 1a). In deze regeling worden de twee divergente personen voor het eerst tot een hybride, waarvan de helft afkomstig is van elk van de respectieve ouders. In deze achtergrond worden meerdere stammen gegenereerd, elk met een onderbroken of verwijderde kopie van het allel van elke ouder van de Locus. Deze stammen zijn hemizygoot, omdat ze overal in het genoom diploïde blijven, behalve op de Locus van belang, waar ze worden beschouwd als haploïde, en worden aangeduid als wederkerig omdat ze slechts één ouder allel missen, met zijn overgebleven allel afgeleid van de andere ouder. Door de fenotypes van deze wederzijdse hemizygote stammen te vergelijken, kan men concluderen of DNA sequentie varianten op de gemanipuleerde Locus bijdragen aan de eigenschap van belang, aangezien varianten op de Locus het enige genetische verschil zijn tussen de wederkerige hemizygote stammen. Op deze manier is het mogelijk om genetische verschillen tussen soorten te koppelen aan een fenotypische verschil tussen hen in een goed gecontroleerde experimentele opstelling. Tot op heden zijn de toepassingen van deze test in een kandidaat-gen-kader geweest — dat wil doen, gevallen waarin de hypothese al in de hand is dat een natuurlijke variatie op een kandidaat-locus van invloed kan zijn op een eigenschap.

In wat volgt, we leggen het protocol voor een genoom schaal wederzijdse hemizygosity scherm, met behulp van gist als een modelsysteem. Onze methode creëert een genomische aanvulling van hemizygote mutanten door levensvatbare, steriele F1-hybriden te genereren tussen soorten en ze te onderwerpen aan transposon-mutagenese. We pool de hemizygoten, meten hun fenotypes in sequentiegebaseerde testen en testen op verschillen in frequentie tussen de klonen van het zwembad met de allelen van een bepaald gen van de twee ouders. Het resultaat is een catalogus van loci waarbij varianten tussen soorten invloed hebben op de eigenschap van belang. We implementeren de RH-SEQ workflow om te verhelderen de genetische basis van thermotolerance verschillen tussen twee ontluikende gist soorten, Saccharomyces cerevisiae pt S. paradoxus, die omgeleid ~ 5.000.000 jaar geleden⁶.