میلیون‌ها سال پیش، یک گونه قورباغه به دو گونه جدا شد. میلیون ها سال بعد، این دو قورباغه دوباره یکی شدند، اما با چند کروموزوم اضافی به دلیل تکثیر کل ژنوم. چنین مورد عجیب قورباغه پنجه‌دار آفریقایی، Xenopus laevis، قورباغه‌ای است که ژنوم آن تقریباً دو برابر تعداد کروموزوم‌های قورباغه پنجه‌دار غربی، Xenopus tropicalis است.
در تکامل گونه ها، رویدادهای مختلفی در طی میلیون ها سال رخ داده است که باعث افزایش تعداد کروموزوم ها در برخی از موجودات شده است.پلی پلوئیدی رویدادی را توصیف می کند که تعداد کپی های هر کروموزوم را افزایش می دهد. مهره داران از زمان واگرایی اولیه خود حداقل دو رویداد پلی پلوئیدی مختلف را متحمل شده اند. در حالی که امروزه مشاهده پستانداران، خزنده ها یا پرندگان با تعداد غیر طبیعی کروموزوم ها نسبتاً نادر است، پلی پلوئیدی در ماهی ها، دوزیستان و گیاهان رایج است.
پروفسور دانیل رخسار، پروفسور ژنتیک، ژنومیک و توسعه در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و رئیس واحد ژنتیک مولکولی در دانشگاه فارغ التحصیلان موسسه علوم و فناوری اوکیناوا (OIST)، پروفسور ماسانوری تایرا از دانشگاه توکیو و پروفسور. ریچارد ام. هارلند از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی گروهی از محققان را در بررسی تکامل ژنوم قورباغه پنجه دار آفریقایی رهبری کرد. این پروژه بزرگ و مشترک شامل دانشمندانی از دانشگاه‌ها و مؤسسات مختلف در سراسر جهان بود. این مطالعه که در Nature منتشر شد و روی جلد آن منتشر شد، نشان داد که X.ژنوم laevis از دو مجموعه کروموزوم مختلف از دو اجداد منقرض شده تشکیل شده است.
دکتر اولگ سیماکوف، محقق فوق دکتری در واحد ژنتیک مولکولی در OIST، الگوریتمی را برای تعیین مدت زمان، در میلیون‌ها سال، بین واگرایی و آمیختگی بعدی گونه‌های اجدادی X. laevis ایجاد کرد. برای اینکه بتوان این زمان ها را محاسبه کرد، ژنوم X. laevis باید به درستی حاشیه نویسی می شد. حاشیه نویسی شامل شناسایی مناطقی از DNA است که حاوی ژن های کد کننده یا مناطق غیر کد کننده هستند. در حالی که اتوماسیون می تواند این فرآیند را ساده کند، اشتباهات زیادی مرتکب می شوند. دکتر یوری یاسوکا از واحد ژنومیک دریایی در OIST به تصحیح دستی حاشیه نویسی ژن کمک کرد. تحصیلات تکمیلی او در دانشگاه توکیو تحت راهنمایی پروفسور ماسانوری تایرا به او اجازه داد تا مهارت های لازم برای نقش خود در این پروژه را توسعه دهد. وی تصریح کرد: با استفاده از تجربیات خود در زمینه زیست شناسی رشد، ژن های دخیل در فرآیندهای رشد را بررسی کردم.
دکتر آدام سشیون، دانشجوی سابق فارغ التحصیل در آزمایشگاه پروفسور رخسار در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و نویسنده اصلی نشریه نیچر، توضیح داد: "مهیج ترین یافته از مطالعه ما این است که می توانیم ژنوم X. laevis فعلی را به بخش تقسیم کنیم. دو مجموعه متمایز از کروموزوم ها، که هر کدام از یک گونه اجدادی منحصر به فرد منشأ می گیرند. در حالی که مطالعات گیاهی توانسته است نتایج مشابهی را با استفاده از گونه های مرتبط که هنوز وجود دارند نشان دهد، این مطالعه برای اولین بار است که این کار با دو گونه اجدادی منقرض شده انجام می شود."
این پروژه مشارکتی بزرگ منجر به دانش جدیدی از تکثیر ژنوم شد که می تواند در مطالعات تکاملی موجودات دیگر اعمال شود. دکتر سیماکوف توضیح می دهد: «از آنجایی که X. laevis یک سیستم مدل به خوبی مطالعه شده برای زیست شناسی سلولی و تکاملی است، برای مطالعه تأثیر پلی پلوئیدی بر تکامل ایده آل است.»
