EVOLUÇÃO DO GENOMA, PANGENOME
O que é Pan-genoma?
Evidências acumuladas mostram que a variação entre diferentes linhagens de uma espécie pode ser enorme. Um único genoma está longe de ser suficiente para obter o quadro completo da informação genética de uma única espécie. O objetivo do estudo Pan-genoma é obter um gráfico genômico mais abrangente de uma espécie e decodificar as relações entre características e códigos genéticos, conduzindo a montagem do genoma de novo de numerosas cepas, o que permite uma mineração mais profunda e ampla das variações.
Tendências do estudo do pan-genoma
Figura 1 As tendências dos artigos de pesquisa publicados do Pan-genoma.
Nota: A figura mostra o resultado de tomar “pan-genoma” como palavra-chave para pesquisar os títulos dos artigos publicados nas revistas das séries Nature, Cell e Science
um. As leituras de múltiplas amostras são alinhadas a uma referência e as não alinhadas são montadas em novos contigs. Ao adicionar estes novos contigs à sequência de referência original, uma referência de pangenoma pode ser construída. As regiões dispensáveis são determinadas com base no mapeamento de todas as leituras de volta ao pangenoma.
b. A montagem de novo dos genomas de múltiplos acessos permite abordagens de alinhamento de genoma completo para identificar regiões genômicas dispensáveis.
c. Um gráfico pan-genômico pode ser construído a partir de alinhamentos completos do genoma ou por montagem de gráfico de novo, que armazena eficientemente informações variantes de regiões dispensáveis como caminhos únicos através do gráfico.
Como construir um Pan-genoma?
Figura 2 Comparação de abordagens pan-genômicas1
um. As leituras de múltiplas amostras são alinhadas a uma referência e as não alinhadas são montadas em novos contigs. Ao adicionar estes novos contigs à sequência de referência original, uma referência de pangenoma pode ser construída. As regiões dispensáveis são determinadas com base no mapeamento de todas as leituras de volta ao pangenoma.
b. A montagem de novo dos genomas de múltiplos acessos permite abordagens de alinhamento de genoma completo para identificar regiões genômicas dispensáveis.
c. Um gráfico pan-genômico pode ser construído a partir de alinhamentos completos do genoma ou por montagem de gráfico de novo, que armazena eficientemente informações variantes de regiões dispensáveis como caminhos únicos através do gráfico.
Pan-genomas publicados recentemente
● Pan-genomas de estupro2
● Pan-genomas de tomate 3
● Genoma da Panela de Arroz4
● Pangenoma do Girassol5
● Pangenoma da Soja 6
● Pan-genoma do arroz7
● Pan-genoma da cevada8
● Pan-genoma do Trigo9
● Pan-genoma do sorgo10
● Pan-genoma do fitoplâncton11
Referência
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Os pan-genomas vegetais são a nova referência. Plantas Nat. 2020;6(8):914-920. doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Canção JM, Guan Z, Hu J, et al. Oito genomas de alta qualidade revelam arquitetura pan-genômica e diferenciação de ecótipos de Brassica napus. Plantas Nat. 2020;6(1):34-45. doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, et al. O pan-genoma do tomate revela novos genes e um alelo raro que regula o sabor da fruta. Nat Genet. 2019;51(6):1044-1051. doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H, et al. A análise pan-genômica destaca a extensão da variação genômica no arroz cultivado e selvagem [a correção publicada aparece em Nat Genet. agosto de 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. A análise pan-genômica do girassol mostra que a hibridização alterou o conteúdo genético e a resistência a doenças. Plantas Nat. 2019;5(1):54-62. doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P, et al. Pan-Genoma da Soja Silvestre e Cultivada. Célula. 2020;182(1):162-176.e13. doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7.Qin P, Lu H, Du H, et al. A análise pan-genômica de 33 acessos de arroz geneticamente diversos revela variações genômicas ocultas [publicado online antes da impressão, 25 de maio de 2021]. Célula. 2021;S0092-8674(21)00581-X. doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G, et al. O pan-genoma da cevada revela o legado oculto da criação de mutações. Natureza. 2020;588(7837):284-289. doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al. Múltiplos genomas de trigo revelam variação global no melhoramento moderno. Natureza. 2020;588(7837):277-283. doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J, et al. Extensa variação dentro do pan-genoma do sorgo cultivado e selvagem [publicado online antes da impressão, 20 de maio de 2021]. Plantas Nat. 2021;10.1038 / s41477-021-00925-x. doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W, et al. O pangenoma do fitoplâncton revela extensa transferência gênica horizontal procariótica de diversas funções. Av. Científica. 2020;6(18):eaba0111. Publicado em 29 de abril de 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Horário da postagem: 04/01/2022