Sharks represent an ancient vertebrate lineage whose genomes have been only minimally investigated. We here characterize the genome of the white shark, an apex marine predator. Its genome is 4.63 Gbp, over half of which is represented by repeat sequences, including a large proportion of transposable elements. Comparative analysis of white shark, whale shark, chimaera, and several nonchondrichthyan vertebrate genomes reveals positive selection and enrichment of gene functional categories and pathways involved in wound healing, and in the maintenance of genome stability in sharks. Sharks show a limited repertoire of olfactory genes but an expanded vomeronasal (VR2) gene family, suggesting an alternative mechanism underlying their vaunted sense of smell.
Abstract
The white shark (Carcharodon carcharias; Chondrichthyes, Elasmobranchii) is one of the most publicly recognized marine animals. Here we report the genome sequence of the white shark and comparative evolutionary genomic analyses to the chondrichthyans, whale shark (Elasmobranchii) and elephant shark (Holocephali), as well as various vertebrates. The 4.63-Gbp white shark genome contains 24,520 predicted genes, and has a repeat content of 58.5%. We provide evidence for a history of positive selection and gene-content enrichments regarding important genome stability-related genes and functional categories, particularly so for the two elasmobranchs. We hypothesize that the molecular adaptive emphasis on genome stability in white and whale sharks may reflect the combined selective pressure of large genome sizes, high repeat content, high long-interspersed element retrotransposon representation, large body size, and long lifespans, represented across these two species. Molecular adaptation for wound healing was also evident, with positive selection in key genes involved in the wound-healing process, as well as Gene Ontology enrichments in fundamental wound-healing pathways. Sharks, particularly apex predators such as the white shark, are believed to have an acute sense of smell. However, we found very few olfactory receptor genes, very few trace amine-associated receptors, and extremely low numbers of G protein-coupled receptors. We did however, identify 13 copies of vomeronasal type 2 (V2R) genes in white shark and 10 in whale shark; this, combined with the over 30 V2Rs reported previously for elephant shark, suggests this gene family may underlie the keen odorant reception of chondrichthyans.
'''Naukowcy z Nova Southeastern University, Cornell University College of Veterinary Medicine oraz Monterey Bay Aquarium zsekwncjonowali kompletny genom żałracza białego składający się z 4,63 miliarda par zasad, a więc półtora raza większy od genomu ludzkiego. DNA rekina porównywano następnie z genomem innych kręgowców, m.in rekina wielorybiego i człowieka. Dzięki badaniu potwierdzono, że długowieczność tego gatunku zależna jest od stabilności genomu i wielu genów służących do naprawiania DNA.'''

Około 60% genomu żarłacza błękitnego stanowiły powtarzające się fragmenty DNA, z czego znaczna część to retrotranspozony typu LINEs (Long interspersed nuclear element) tworzące przerwy w niciach DNA wymagające naprawy. Duża częstotliwość takich przerw może powodować większą niestabilność genomu i przyczyniać się do nowotworzenia, jednak presja selekcyjna badanych rekinów doprowadziła do tego, że ich odporność na raka jest znacznie większa. U żarłacza białego występuje wiele genów służących do naprawiania DNA i uaktywniających odpowiedź na uszkodzenia, co stabilizuje genom. Ponieważ ryby te są znane także z dużej czułości zapachowej, spodziewano się też odkrycia licznych genów receptorów węchowych. W genomie było ich jednak niewiele, za to odkryto inną grupę kilkunastu genów (''vomeronasal genes''), które mogłyby odpowiadać za rozpoznawanie zapachu.

Żarłacze białe przedstawiane są w dziełach kultury masowej jako bardzo groźne dla człowieka zwierzęta. Jak stwierdził jeden z autorów badań, Michael Stanhope, w rzeczywistości to ludzie zabijają je znacznie częściej z powodu przekonań dotyczących skuteczności medycyny alternatywnej. Zakłada przy tym, że lepsze poznanie biologii tych kręgowców może zmienić ich obraz w świadomości ludzi.