ΕΞΕΛΙΞΗ ΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΟΣ, ΠΑΓΚΕΝΩΜΑ
Τι είναι το Παν-γονιδίωμα;
Τα συσσωρευμένα στοιχεία δείχνουν ότι η διακύμανση μεταξύ διαφορετικών στελεχών ενός είδους μπορεί να είναι τεράστια.Ένα μόνο γονιδίωμα απέχει πολύ από το να είναι αρκετό για να αποκτήσει την πλήρη εικόνα των γενετικών πληροφοριών ενός μεμονωμένου είδους.Ο σκοπός της μελέτης Παν-γονιδιώματος είναι να αποκτήσει ένα πιο ολοκληρωμένο γονιδιωματικό γράφημα ενός είδους και να αποκωδικοποιήσει τις σχέσεις μεταξύ χαρακτηριστικών και γενετικών κωδίκων διενεργώντας de novo συναρμολόγηση γονιδιώματος πολλών στελεχών, που επιτρέπει μια βαθύτερη και ευρύτερη εξόρυξη των παραλλαγών.
Trends of Pan-genome Study
Εικόνα 1 Οι τάσεις των δημοσιευμένων ερευνητικών εργασιών του Παν-γονιδιώματος.
Σημείωση: Το σχήμα δείχνει το αποτέλεσμα της λήψης του "pan-genome" ως λέξη-κλειδί για την αναζήτηση των τίτλων των άρθρων που δημοσιεύονται στα περιοδικά της σειράς Nature, Cell και Science
ένα.Οι αναγνώσεις από πολλά δείγματα ευθυγραμμίζονται σε μια αναφορά και οι μη ευθυγραμμισμένες συναρμολογούνται σε νέα contigs.Προσθέτοντας αυτά τα νέα contigs στην αρχική ακολουθία αναφοράς, μπορεί να κατασκευαστεί μια αναφορά πανγονιδιώματος.Οι περιοχές απαίτησης προσδιορίζονται με βάση την αντιστοίχιση όλων των αναγνώσεων στο πανγονιδίωμα.
σι.Η de novo συγκρότηση των γονιδιωμάτων πολλαπλών προσαρτήσεων επιτρέπει προσεγγίσεις ευθυγράμμισης ολόκληρου του γονιδιώματος για τον εντοπισμό αναγκαίων περιοχών γονιδιώματος.
ντο.Ένα γράφημα παν-γονιδιώματος μπορεί να κατασκευαστεί από ευθυγραμμίσεις ολόκληρου του γονιδιώματος ή από διάταξη γραφήματος de novo, η οποία αποθηκεύει αποτελεσματικά τις παραλλαγές πληροφοριών των αναλώσιμων περιοχών ως μοναδικές διαδρομές μέσω του γραφήματος.
Πώς να κατασκευάσετε ένα Παν-γονιδίωμα;
Σχήμα 2 Σύγκριση προσεγγίσεων παν-γονιδιώματος1
ένα.Οι αναγνώσεις από πολλά δείγματα ευθυγραμμίζονται σε μια αναφορά και οι μη ευθυγραμμισμένες συναρμολογούνται σε νέα contigs.Προσθέτοντας αυτά τα νέα contigs στην αρχική ακολουθία αναφοράς, μπορεί να κατασκευαστεί μια αναφορά πανγονιδιώματος.Οι περιοχές απαίτησης προσδιορίζονται με βάση την αντιστοίχιση όλων των αναγνώσεων στο πανγονιδίωμα.
σι.Η de novo συγκρότηση των γονιδιωμάτων πολλαπλών προσαρτήσεων επιτρέπει προσεγγίσεις ευθυγράμμισης ολόκληρου του γονιδιώματος για τον εντοπισμό αναγκαίων περιοχών γονιδιώματος.
ντο.Ένα γράφημα παν-γονιδιώματος μπορεί να κατασκευαστεί από ευθυγραμμίσεις ολόκληρου του γονιδιώματος ή από διάταξη γραφήματος de novo, η οποία αποθηκεύει αποτελεσματικά τις παραλλαγές πληροφοριών των αναλώσιμων περιοχών ως μοναδικές διαδρομές μέσω του γραφήματος.
Πρόσφατα Δημοσιευμένα Παν-γονιδιώματα
● Παν-γονιδιώματα βιασμού2
● Παν-γονιδιώματα τομάτας 3
● Ρυζόπανο -γονιδίωμα4
● Παν-γονιδίωμα ηλίανθου5
● Παν-γονιδίωμα σόγιας 6
● Γονιδίωμα ρυζιού7
● Παν-γονιδίωμα κριθαριού8
● Παν-γονιδίωμα σιταριού9
● Παν-γονιδίωμα σόργου10
● Παν-γονιδίωμα φυτοπλαγκτού11
Αναφορά
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Τα φυτικά παν-γονιδιώματα είναι η νέα αναφορά.Φυτά Nat.2020; 6(8): 914-920.doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J, et al.Οκτώ γονιδιώματα υψηλής ποιότητας αποκαλύπτουν την αρχιτεκτονική παν-γονιδιώματος και τη διαφοροποίηση του οικότυπου του Brassica napus.Φυτά Nat.2020; 6 (1): 34-45.doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, et al.Το παν-γονιδίωμα της ντομάτας αποκαλύπτει νέα γονίδια και ένα σπάνιο αλληλόμορφο που ρυθμίζει τη γεύση των φρούτων.Nat Genet.2019; 51 (6): 1044-1051.doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu Η, et al.Η ανάλυση παν-γονιδιώματος υπογραμμίζει την έκταση της γονιδιωματικής διαφοροποίησης στο καλλιεργημένο και στο άγριο ρύζι [η δημοσιευμένη διόρθωση εμφανίζεται στο Nat Genet.2018 Αυγ;50(8):1196].Nat Genet.2018; 50 (2): 278-284.doi:10.1038/s41588-018-0041-z
5. Hübner S, Bercovich Ν, Todesco Μ, et αϊ.Η ανάλυση του παν-γονιδιώματος του ηλίανθου δείχνει ότι ο υβριδισμός αλλοίωσε το περιεχόμενο γονιδίων και την αντοχή στις ασθένειες.Φυτά Nat.2019; 5 (1): 54-62.doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du Η, Li P, et αϊ.Παν-γονιδίωμα Άγριας και Καλλιεργημένης Σόγιας.Κύτταρο.2020;182(1):162-176.ε13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu Η, Du Η, et αϊ.Η παν-γονιδιακή ανάλυση 33 γενετικά διαφορετικών προσαρτήσεων ρυζιού αποκαλύπτει κρυμμένες γονιδιωματικές παραλλαγές [δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο πριν από την εκτύπωση, 25 Μαΐου 2021].Κύτταρο.2021; S0092-8674(21)00581-X.doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi Μ, Padmarasu S, Haberer G, et αϊ.Το παν-γονιδίωμα του κριθαριού αποκαλύπτει την κρυμμένη κληρονομιά της αναπαραγωγής μεταλλάξεων.Φύση.2020;588(7837):284-289.doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al.Πολλαπλά γονιδιώματα σιταριού αποκαλύπτουν παγκόσμια ποικιλία στη σύγχρονη αναπαραγωγή.Φύση.2020;588(7837):277-283.doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo Η, Xu J, et al.Εκτεταμένη παραλλαγή στο παν-γονιδίωμα του καλλιεργημένου και του άγριου σόργου [δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο πριν από την εκτύπωση, 20 Μαΐου 2021].Φυτά Nat.2021;10.1038 / s41477-021-00925-x.doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu Η, Han W, et αϊ.Το πανγονιδίωμα του φυτοπλαγκτού αποκαλύπτει εκτεταμένη προκαρυωτική οριζόντια μεταφορά γονιδίων ποικίλων λειτουργιών.Sci Adv.2020; 6(18):eaba0111.Δημοσιεύθηκε 29 Απριλίου 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-04-2022