EVOLUCE GENOMU, PANGENOM
Co je pan-genom?
Nashromážděné důkazy ukazují, že rozdíly mezi různými kmeny druhu mohou být obrovské. Jeden jediný genom zdaleka nestačí k získání úplného obrazu genetické informace jediného druhu. Účelem pan-genomové studie je získat komplexnější genomový graf druhu a dekódovat vztahy mezi znaky a genetickými kódy provedením de novo sestavení genomu mnoha kmenů, což umožňuje hlubší a širší dolování variací.
Trendy studia pangenomu
Obrázek 1 Trendy publikovaných výzkumných prací Pan-genomu.
Poznámka: Obrázek ukazuje výsledek použití slova „pan-genom“ jako klíčového slova pro vyhledávání v názvech článků publikovaných v časopisech řady Nature, Cell a Science
A. Čtení z více vzorků jsou zarovnána s odkazem a nezarovnaná jsou sestavena do nových kontigů. Přidáním těchto nových kontigů k původní referenční sekvenci lze vytvořit odkaz na pangenom. Postradatelné oblasti jsou určeny na základě mapování všech čtení zpět do pangenomu.
b. De novo sestavení genomů vícenásobných přístupů umožňuje přístupy zarovnání celého genomu k identifikaci postradatelných genomových oblastí.
C. Pan-genomový graf lze zkonstruovat ze zarovnání celého genomu nebo de novo sestavením grafu, které efektivně ukládá informace o variantách postradatelných oblastí jako jedinečné cesty grafem.
Jak sestrojit pan-genom?
Obrázek 2 Srovnání pan-genomových přístupů1
A. Čtení z více vzorků jsou zarovnána s odkazem a nezarovnaná jsou sestavena do nových kontigů. Přidáním těchto nových kontigů k původní referenční sekvenci lze vytvořit odkaz na pangenom. Postradatelné oblasti jsou určeny na základě mapování všech čtení zpět do pangenomu.
b. De novo sestavení genomů vícenásobných přístupů umožňuje přístupy zarovnání celého genomu k identifikaci postradatelných genomových oblastí.
C. Pan-genomový graf lze zkonstruovat ze zarovnání celého genomu nebo de novo sestavením grafu, které efektivně ukládá informace o variantách postradatelných oblastí jako jedinečné cesty grafem.
Nedávno publikované Pan-genomy
● Pan-genomy znásilnění2
● Pan-genomy rajčat 3
● Genom rýžové pánve4
● Slunečnicový pan-genom5
● Pan-genom sóji 6
● Pan-genom rýže7
● Pan-genom ječmene8
● Pan-genom pšenice9
● Pan-genom čiroku10
● Pan-genom fytoplanktonu11
Odkaz
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Rostlinné pan-genomy jsou novou referencí. Nat Plants. 2020;6(8):914-920. doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J, et al. Osm vysoce kvalitních genomů odhaluje pan-genomovou architekturu a ekotypovou diferenciaci Brassica napus. Nat Plants. 2020;6(1):34-45. doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, a kol. Pan-genom rajčat odhaluje nové geny a vzácnou alelu regulující ovocnou chuť. Nat Genet. 2019;51(6):1044-1051. doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H a kol. Pan-genomová analýza zdůrazňuje rozsah genomové variace u kultivované a divoké rýže [publikovaná oprava se objevuje v Nat Genet. Srpen 2018;50(8):1196]. Nat Genet. 2018;50(2):278-284. doi:10.1038/s41588-018-0041-z
5. Hübner S, Bercovich N, Todesco M, et al. Pan-genomová analýza slunečnice ukazuje, že hybridizace změnila obsah genů a odolnost vůči chorobám. Nat Plants. 2019;5(1):54-62. doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P a kol. Pan-genom divokých a kultivovaných sójových bobů. Buňka. 2020;182(1):162-176.e13. doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H a kol. Pan-genomová analýza 33 geneticky odlišných přírůstků rýže odhaluje skryté genomové variace [publikováno online před tiskem, 25. května 2021]. Buňka. 2021;S0092-8674(21)00581-X. doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G, et al. Pan-genom ječmene odhaluje skryté dědictví šlechtění mutací. Příroda. 2020;588(7837):284-289. doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, a kol. Mnohočetné genomy pšenice odhalují globální variace v moderním šlechtění. Příroda. 2020;588(7837):277-283. doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J a kol. Rozsáhlá variace v rámci pan-genomu kultivovaného a divokého čiroku [publikováno online před tiskem, 20. května 2021]. Nat Plants. 2021;10.1038 / s41477-021-00925-x. doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W, et al. Pangenom fytoplanktonu odhaluje rozsáhlý prokaryotický horizontální přenos genů různých funkcí. Sci Adv. 2020;6(18):eaba0111. Publikováno 29. dubna 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Čas odeslání: leden-04-2022