ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОМА, ПАНГЕНОМ
Что такое Пангеном?
Накопленные данные показывают, что различия между разными штаммами одного вида могут быть огромными.Одного единственного генома далеко не достаточно, чтобы получить всю картину генетической информации одного вида.Целью пангеномного исследования является получение более полного геномного графа вида и расшифровка взаимосвязей между признаками и генетическими кодами путем проведения сборки генома de novo многочисленных штаммов, что позволяет глубже и шире изучить вариации.
Направления пангеномных исследований
Рисунок 1. Тенденции опубликованных научных работ по пангеному.
Примечание. На рисунке показан результат использования слова «пангеном» в качестве ключевого слова для поиска по заголовкам статей, опубликованных в журналах серий Nature, Cell и Science.
а.Считывания из нескольких образцов выравниваются по эталону, а невыровненные собираются в новые контиги.Добавляя эти новые контиги к исходной эталонной последовательности, можно создать эталонный пангеном.Необязательные регионы определяются на основе сопоставления всех ридов с пангеномом.
б.Сборка de novo геномов нескольких образцов позволяет использовать подходы к выравниванию всего генома для идентификации необязательных геномных областей.
в.Пангеномный граф может быть построен на основе выравнивания всего генома или путем сборки графа de novo, которая эффективно сохраняет вариантную информацию о необязательных регионах как уникальные пути через граф.
Как построить пангеном?
Рисунок 2. Сравнение пангеномных подходов1
а.Считывания из нескольких образцов выравниваются по эталону, а невыровненные собираются в новые контиги.Добавляя эти новые контиги к исходной эталонной последовательности, можно создать эталонный пангеном.Необязательные регионы определяются на основе сопоставления всех ридов с пангеномом.
б.Сборка de novo геномов нескольких образцов позволяет использовать подходы к выравниванию всего генома для идентификации необязательных геномных областей.
в.Пангеномный граф может быть построен на основе выравнивания всего генома или путем сборки графа de novo, которая эффективно сохраняет вариантную информацию о необязательных регионах как уникальные пути через граф.
Недавно опубликованные пангеномы
● Пангеномы изнасилования2
● Пангеномы томата. 3
● Рисовая пан-геном4
● Пангеном подсолнечника5
● Пангеном сои 6
● Пангеном риса7
● Пангеном ячменя8
● Пангеном пшеницы9
● Пангеном сорго10
● Пангеном фитопланктона.11
Ссылка
1. Байер П.Е., Голич А.А., Шебен А., Бэтли Дж., Эдвардс Д. Пангеномы растений – новый эталон.Нат Растения.2020;6(8):914-920.doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Сун Дж.М., Гуань З., Ху Дж. и др.Восемь высококачественных геномов раскрывают пангеномную архитектуру и экотипическую дифференциацию Brassica napus.Нат Растения.2020;6(1):34-45.doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Гао Л., Гонда И., Сунь Х. и др.Пангеном томата обнаружил новые гены и редкую аллель, регулирующую вкус фруктов.Нат Жене.2019;51(6):1044-1051.doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Чжао Ц, Фэн Ц, Лу Х и др.Пангеномный анализ подчеркивает степень геномной изменчивости культивируемого и дикого риса [опубликованная поправка опубликована в журнале Nat Genet.август 2018 г.;50(8):1196].Нат Жене.2018;50(2):278-284.doi:10.1038/s41588-018-0041-z
5. Хюбнер С., Беркович Н., Тодеско М. и др.Анализ пангенома подсолнечника показывает, что гибридизация изменила содержание генов и устойчивость к болезням.Нат Растения.2019;5(1):54-62.doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Лю Ю, Ду Х, Ли П и др.Пангеном дикой и культивируемой сои.Клетка.2020;182(1):162-176.e13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Цинь П., Лу Х., Ду Х. и др.Пангеномный анализ 33 генетически разнообразных образцов риса выявляет скрытые геномные вариации [опубликовано в Интернете перед печатью, 25 мая 2021 г.].Клетка.2021;S0092-8674(21)00581-X.doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Джаякоди М., Падмарасу С., Хаберер Г. и др.Пангеном ячменя раскрывает скрытое наследие мутационной селекции.Природа.2020;588(7837):284-289.doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Валковяк С., Гао Л., Монат С. и др.Множественные геномы пшеницы демонстрируют глобальные различия в современной селекции.Природа.2020;588(7837):277-283.doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Тао Ю, Луо Х, Сюй Дж и др.Обширные вариации пангенома культурного и дикого сорго [опубликовано в Интернете перед печатью, 20 мая 2021 г.].Нат Растения.2021;10.1038/s41477-021-00925-х.doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Фань Х, Цю Х, Хан В и др.Пангеном фитопланктона обнаруживает обширный прокариотический горизонтальный перенос генов с разнообразными функциями.Научный адв.2020;6(18):eaba0111.Опубликовано 29 апреля 2020 г. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Время публикации: 04 января 2022 г.