ЕВОЛЮЦІЯ ГЕНОМА, ПАНГЕНОМ
Що таке пангеном?
Накопичені дані показують, що відмінності між різними штамами виду можуть бути величезними.Одного генома далеко недостатньо, щоб отримати повну картину генетичної інформації окремого виду.Метою пангеномного дослідження є отримання більш повного геномного графіка виду та декодування зв’язків між ознаками та генетичними кодами шляхом проведення заново збирання генома численних штамів, що дозволяє глибше та ширше досліджувати варіації.
Тенденції пангеномного дослідження
Рисунок 1 Тенденції опублікованих наукових статей Pan-genome.
Примітка. На малюнку показано результат використання «пангенома» як ключового слова для пошуку заголовків статей, опублікованих у журналах Nature, Cell і Science.
a.Зчитування з кількох зразків вирівнюються за посиланням, а невирівняні збираються в нові контиги.Додавши ці нові контиги до вихідної еталонної послідовності, можна сконструювати еталонний пангеном.Незамінні регіони визначаються на основі відображення всіх зчитувань назад у пангеном.
b.Збірка de novo геномів множинних приєднань дозволяє використовувати підходи до вирівнювання цілого геному для ідентифікації незамінних геномних областей.
в.Пангеномний графік можна побудувати з вирівнювання цілого генома або за допомогою зборки графа de novo, яка ефективно зберігає інформацію про варіанти незамінних областей як унікальні шляхи через граф.
Як побудувати Пангеном?
Рисунок 2 Порівняння пангеномних підходів1
a.Зчитування з кількох зразків вирівнюються за посиланням, а невирівняні збираються в нові контиги.Додавши ці нові контиги до вихідної еталонної послідовності, можна сконструювати еталонний пангеном.Незамінні регіони визначаються на основі відображення всіх зчитувань назад у пангеном.
b.Збірка de novo геномів множинних приєднань дозволяє використовувати підходи до вирівнювання цілого геному для ідентифікації незамінних геномних областей.
в.Пангеномний графік можна побудувати з вирівнювання цілого генома або за допомогою зборки графа de novo, яка ефективно зберігає інформацію про варіанти незамінних областей як унікальні шляхи через граф.
Нещодавно опубліковані пангеноми
● Пангеноми ґвалтування2
● Пангеноми помідорів 3
● Райс Пан -геном4
● Пангеном соняшника5
● Пангеном сої 6
● Райс Пангеном7
● Пан-геном ячменю8
● Пангеном пшениці9
● Пангеном сорго10
● Пангеном фітопланктону11
довідка
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Plant pan-genomes are the new reference.Nat Plants.2020;6(8):914-920.doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J та ін.Вісім високоякісних геномів розкривають пангеномну архітектуру та диференціацію екотипу Brassica napus.Nat Plants.2020; 6 (1): 34-45.doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H та ін.Пангеном помідорів розкриває нові гени та рідкісний алель, що регулює фруктовий смак.Нат Генет.2019;51(6):1044-1051.doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H та ін.Пангеномний аналіз підкреслює ступінь геномної варіації культивованого та дикого рису [опубліковане виправлення з’являється в Nat Genet.2018 серпень;50(8):1196].Нат Генет.2018;50(2):278-284.doi:10.1038/s41588-018-0041-z
5. Hübner S, Bercovich N, Todesco M та ін.Пангеномний аналіз соняшнику показує, що гібридизація змінила вміст генів і стійкість до хвороб.Nat Plants.2019; 5 (1): 54-62.doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P та ін.Пангеном дикої та культивованої сої.Стільниковий.2020;182(1):162-176.e13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H та ін.Пангеномний аналіз 33 генетично різноманітних зразків рису виявив приховані геномні варіації [опубліковано в Інтернеті перед друком, 25 травня 2021 р.].Стільниковий.2021; S0092-8674(21)00581-X.doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G та ін.Пангеном ячменю розкриває приховану спадщину мутаційного розведення.природа2020;588(7837):284-289.doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C та ін.Численні геноми пшениці виявляють глобальні варіації в сучасній селекції.природа2020;588(7837):277-283.doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J та ін.Великі варіації в пангеномі культивованого та дикого сорго [опубліковано онлайн до друку, 20 травня 2021 р.].Nat Plants.2021;10.1038 / s41477-021-00925-x.doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W та ін.Пангеном фітопланктону виявляє обширний прокаріотичний горизонтальний перенос генів різноманітних функцій.Sci Adv.2020;6(18):eaba0111.Опубліковано 29 квітня 2020 р. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Час публікації: 04 січня 2022 р