EVOLUCIJA GENOMA, PANGENOME
Što je Pan-genom?
Prikupljeni dokazi pokazuju da varijacije između različitih sojeva vrste mogu biti ogromne. Jedan genom nije dovoljan da se dobije cjelovita slika genetskih informacija jedne vrste. Svrha Pan-genomske studije je dobiti sveobuhvatniji genomski graf vrste i dekodirati odnose između svojstava i genetskih kodova provođenjem de novo sklapanja genoma brojnih sojeva, što omogućuje dublje i šire rudarenje varijacija.
Trendovi proučavanja pangenoma
Slika 1. Trendovi objavljenih istraživačkih radova Pan-genoma.
Napomena: Slika prikazuje rezultat uzimanja "pan-genoma" kao ključne riječi za pretraživanje naslova članaka objavljenih u časopisima serije Nature, Cell i Science
a. Čitanja iz višestrukih uzoraka poravnavaju se s referencom, a neusklađena se spajaju u nove kontigove. Dodavanjem ovih novih kontiga izvornom referentnom nizu može se konstruirati referenca pangenoma. Nepotrebne regije se određuju na temelju preslikavanja svih čitanja u pangenom.
b. De novo sklapanje genoma višestrukih pristupa omogućuje pristupe usklađivanja cijelog genoma za identifikaciju nepotrebnih genomskih regija.
c. Graf pan-genoma može se konstruirati iz poravnanja cijelog genoma ili sastavljanjem grafa de novo, koji učinkovito pohranjuje varijante informacija o nepotrebnim regijama kao jedinstvene staze kroz graf.
Kako konstruirati Pan-genom?
Slika 2. Usporedba pangenomskih pristupa1
a. Čitanja iz višestrukih uzoraka poravnavaju se s referencom, a neusklađena se spajaju u nove kontigove. Dodavanjem ovih novih kontiga izvornom referentnom nizu može se konstruirati referenca pangenoma. Nepotrebne regije se određuju na temelju preslikavanja svih čitanja u pangenom.
b. De novo sklapanje genoma višestrukih pristupa omogućuje pristupe usklađivanja cijelog genoma za identifikaciju nepotrebnih genomskih regija.
c. Graf pan-genoma može se konstruirati iz poravnanja cijelog genoma ili sastavljanjem grafa de novo, koji učinkovito pohranjuje varijante informacija o nepotrebnim regijama kao jedinstvene staze kroz graf.
Nedavno objavljeni Pan-genomi
● Pan-genomi silovanja2
● Pan-genomi rajčice 3
● Rice Pan -genom4
● Pan-genom suncokreta5
● Pan-genom soje 6
● Rice Pan-genom7
● Pan-genom ječma8
● Pan-genom pšenice9
● Pan-genom sirka10
● Pangenom fitoplanktona11
Referenca
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Plant pan-genomes are the new reference. Nat Biljke. 2020;6(8):914-920. doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J, et al. Osam visokokvalitetnih genoma otkriva pangenomsku arhitekturu i diferencijaciju ekotipa Brassica napus. Nat Biljke. 2020;6(1):34-45. doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, et al. Pan-genom rajčice otkriva nove gene i rijedak alel koji regulira okus voća. Nat Genet. 2019;51(6):1044-1051. doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H, et al. Analiza pan-genoma naglašava opseg genomske varijacije u uzgojenoj i divljoj riži [objavljeni ispravak pojavljuje se u Nat Genetu. 2018. kolovoz;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-genomska analiza suncokreta pokazuje da je hibridizacija promijenila sadržaj gena i otpornost na bolesti. Nat Biljke. 2019;5(1):54-62. doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P, et al. Pan-genom divlje i kultivirane soje. Ćelija. 2020;182(1):162-176.e13. doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H, et al. Pangenomska analiza 33 genetski raznolika uzorka riže otkriva skrivene genomske varijacije [objavljeno online prije tiska, 25. svibnja 2021.]. Ćelija. 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 ječma otkriva skriveno naslijeđe uzgoja mutacija. Priroda. 2020;588(7837):284-289. doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al. Višestruki genomi pšenice otkrivaju globalne varijacije u modernom uzgoju. Priroda. 2020;588(7837):277-283. doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J, et al. Opsežne varijacije unutar pan-genoma kultiviranog i divljeg sirka [objavljeno na internetu prije tiska, 20. svibnja 2021.]. Nat Biljke. 2021;10.1038 / s41477-021-00925-x. doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W, et al. Pangenom fitoplanktona otkriva opsežan prokariotski horizontalni prijenos gena različitih funkcija. Sci Adv. 2020;6(18):eaba0111. Objavljeno 29. travnja 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Vrijeme objave: 4. siječnja 2022