EVOLUȚIA GENOMULUI, PANGENOMUL
Ce este Pan-genomul?
Dovezile acumulate arată că diferența dintre diferitele tulpini ale unei specii poate fi uriașă. Un singur genom este departe de a fi suficient pentru a obține imaginea completă a informațiilor genetice ale unei singure specii. Scopul studiului Pan-genom este de a obține un grafic genomic mai cuprinzător al unei specii și de a decoda relațiile dintre trăsături și codurile genetice prin efectuarea de asamblare de novo a genomului a numeroase tulpini, ceea ce permite o extragere mai profundă și mai largă a variațiilor.
Tendințe ale studiului pan-genomului
Figura 1 Tendințele lucrărilor de cercetare publicate ale Pan-genomului.
Notă: Figura arată rezultatul luării „pan-genom” ca cuvânt cheie pentru a căuta titlurile articolelor publicate în reviste din seria Nature, Cell and Science
o. Citirile de la mai multe eșantioane sunt aliniate la o referință, iar cele nealiniate sunt asamblate în noi contigs. Prin adăugarea acestor noi contigs la secvența de referință originală, poate fi construită o referință pangenom. Regiunile dispensabile sunt determinate pe baza cartografierii tuturor citirilor înapoi la pangenom.
b. Asamblarea de novo a genomurilor aderentelor multiple permite abordări de aliniere a întregului genom pentru a identifica regiunile genomice care nu pot fi necesare.
c. Un grafic pan-genom poate fi construit din alinieri întregi ale genomului sau prin asamblarea de novo a grafului, care stochează eficient informațiile variante ale regiunilor dispensabile ca căi unice prin grafic.
Cum se construiește un Pan-genom?
Figura 2 Comparația abordărilor pan-genomului1
o. Citirile de la mai multe eșantioane sunt aliniate la o referință, iar cele nealiniate sunt asamblate în noi contigs. Prin adăugarea acestor noi contigs la secvența de referință originală, poate fi construită o referință pangenom. Regiunile dispensabile sunt determinate pe baza cartografierii tuturor citirilor înapoi la pangenom.
b. Asamblarea de novo a genomurilor aderentelor multiple permite abordări de aliniere a întregului genom pentru a identifica regiunile genomice care nu pot fi necesare.
c. Un grafic pan-genom poate fi construit din alinieri întregi ale genomului sau prin asamblarea de novo a grafului, care stochează eficient informațiile variante ale regiunilor dispensabile ca căi unice prin grafic.
Pan-genome publicate recent
● Pan-genoame de viol2
● Pan-genoame de tomate 3
● Orez Pan -genom4
● Pan-genomul floarea soarelui5
● Pan-genomul de soia 6
● Pan-genomul de orez7
● Pan-genomul de orz8
● Pan-genom de grâu9
● Pan-genom de sorg10
● Fitoplancton Pan-genom11
Referinţă
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Pan-genomurile de plante sunt noua referință. Nat Plants. 2020;6(8):914-920. doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J, et al. Opt genomi de înaltă calitate dezvăluie arhitectura pan-genomului și diferențierea ecotipului Brassica napus. Nat Plants. 2020;6(1):34-45. doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, et al. Pan-genomul de tomate descoperă noi gene și o alelă rară care reglează aroma fructelor. Nat Genet. 2019;51(6):1044-1051. doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H și colab. Analiza pan-genomului evidențiază amploarea variației genomice la orezul cultivat și sălbatic [corecția publicată apare în Nat Genet. 2018 Aug;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. Analiza pan-genomului de floarea-soarelui arată că hibridizarea a modificat conținutul genelor și rezistența la boli. Nat Plants. 2019;5(1):54-62. doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P, et al. Pan-genomul de soia sălbatică și cultivată. Celulă. 2020;182(1):162-176.e13. doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H și colab. Analiza pan-genomului a 33 de accesări de orez diverse genetic dezvăluie variații genomice ascunse [publicat online înainte de tipărire, 25 mai 2021]. Celulă. 2021;S0092-8674(21)00581-X. doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G, et al. Pan-genomul de orz dezvăluie moștenirea ascunsă a reproducerii mutațiilor. Natură. 2020;588(7837):284-289. doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al. Genoamele multiple de grâu dezvăluie variații globale în reproducerea modernă. Natură. 2020;588(7837):277-283. doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J și colab. Variație extinsă în pan-genomul sorgului cultivat și sălbatic [publicat online înainte de tipărire, 20 mai 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. Pangenomul fitoplanctonului dezvăluie un transfer extins de gene orizontale procariote cu diverse funcții. Sci Adv. 2020;6(18):eaba0111. Publicat 29 apr 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Ora postării: 04-ian-2022