ЕВОЛЮЦИЯ НА ГЕНОМА, ПАНГЕНОМ
Какво е Пан-геном?
Натрупаните доказателства показват, че различията между различните щамове на един вид могат да бъдат огромни.Един единствен геном далеч не е достатъчен, за да се получи пълната картина на генетичната информация на един вид.Целта на пан-геномното изследване е да се получи по-изчерпателна геномна графика на даден вид и да се декодират връзките между чертите и генетичните кодове чрез провеждане на геномно сглобяване de novo на множество щамове, което позволява по-задълбочено и по-широко извличане на вариациите.
Тенденции в пангеномното изследване
Фигура 1 Тенденциите на публикуваните научни статии на Pan-genome.
Забележка: Фигурата показва резултата от вземането на „пан-геном“ като ключова дума за търсене в заглавията на статии, публикувани в списания от серии Nature, Cell и Science
а.Четенията от множество проби се подравняват към референция, а неподравнените се сглобяват в нови контиги.Чрез добавяне на тези нови контиги към оригиналната референтна последователност може да се конструира референция на пангеном.Необходимите региони се определят въз основа на картографиране на всички четения обратно към пангенома.
b.De novo сглобяването на геномите на множество присъединявания позволява подходи за подравняване на целия геном за идентифициране на незаменими геномни региони.
° С.Пангеномна графика може да бъде конструирана от подравнявания на целия геном или чрез сглобяване на графа de novo, което ефективно съхранява информация за варианти на незаменими региони като уникални пътища през графиката.
Как да конструираме Пан-геном?
Фигура 2 Сравнение на пан-геномни подходи1
а.Четенията от множество проби се подравняват към референция, а неподравнените се сглобяват в нови контиги.Чрез добавяне на тези нови контиги към оригиналната референтна последователност може да се конструира референция на пангеном.Необходимите региони се определят въз основа на картографиране на всички четения обратно към пангенома.
b.De novo сглобяването на геномите на множество присъединявания позволява подходи за подравняване на целия геном за идентифициране на незаменими геномни региони.
° С.Пангеномна графика може да бъде конструирана от подравнявания на целия геном или чрез сглобяване на графа de novo, което ефективно съхранява информация за варианти на незаменими региони като уникални пътища през графиката.
Наскоро публикувани пан-геноми
● Пангеноми на изнасилване2
● Пангеноми на домати 3
● Райс Тиган -геном4
● Слънчогледов пан-геном5
● Пан-геном на соята 6
● Оризов пан-геном7
● Ечемичен пан-геном8
● Пан-геном на пшеницата9
● Пан-геном на сорго10
● Пангеном на фитопланктона11
справка
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Pan-genomes на растенията са новата референция.Nat растения.2020; 6 (8): 914-920.doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J и др.Осем висококачествени генома разкриват пангеномна архитектура и екотипова диференциация на Brassica napus.Nat растения.2020; 6 (1): 34-45.doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, et al.Геномът на доматите разкрива нови гени и рядък алел, регулиращ вкуса на плодовете.Нат Генет.2019; 51 (6): 1044-1051.doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H, et al.Пангеномният анализ подчертава степента на геномна вариация в култивирания и дивия ориз [публикувана корекция се появява в Nat Genet.2018 август;50(8):1196].Нат Генет.2018; 50 (2): 278-284.doi:10.1038/s41588-018-0041-z
5. Hübner S, Bercovich N, Todesco M, et al.Пан-геномният анализ на слънчогледа показва, че хибридизацията е променила генното съдържание и устойчивостта на болести.Nat растения.2019; 5 (1): 54-62.doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P и др.Пангеном на дива и култивирана соя.клетка.2020; 182 (1): 162-176.e13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H, et al.Пангеномният анализ на 33 генетично разнообразни екземпляра на ориз разкрива скрити геномни вариации [публикуван онлайн преди печат, 25 май 2021 г.].клетка.2021; S0092-8674(21)00581-X.doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G, et al.Пан-геномът на ечемика разкрива скритото наследство от развъждането на мутации.Природата.2020; 588 (7837): 284-289.doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al.Множество геноми на пшеница разкриват глобални вариации в съвременното развъждане.Природата.2020; 588 (7837): 277-283.doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J и др.Обширни вариации в рамките на пангенома на култивирано и диво сорго [публикувано онлайн преди печат, 20 май 2021 г.].Nat растения.2021;10.1038 / s41477-021-00925-x.doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W, et al.Пангеномът на фитопланктона разкрива обширен прокариотен хоризонтален трансфер на гени с различни функции.Sci Adv.2020;6(18):eaba0111.Публикувано на 29 април 2020 г. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Време на публикуване: 04 януари 2022 г