Evolucija genoma, Pangenom
Kaj je pan-genom?
Zbrani dokazi kažejo, da je lahko odstopanje med različnimi sevi vrste ogromno. En sam genom še zdaleč ni dovolj, da bi pridobil celotno sliko genetskih informacij ene same vrste. Namen študije Pan-Genome je pridobiti bolj celovit genomski graf vrste in dekodirati razmerja med lastnostmi in genetskimi kodami z izvajanjem genome de novo sestavljanja številnih sevov, kar omogoča globlje in širše rudarjenje variacij.
Trendi študije pan-genoma
Slika 1 Trendi objavljenih raziskovalnih dokumentov Pan-Genome.
Opomba: Slika prikazuje rezultat jemanja "pan-genome" kot ključno besedo za iskanje naslovov člankov, objavljenih v revijah Nature, Cell in Science Series
a. Branja iz več vzorcev so poravnana na referenco in neprimerni so sestavljeni v nove kontige. Z dodajanjem teh novih kontigov v prvotno referenčno zaporedje je mogoče sestaviti referenco pangenome. Razporedilne regije se določijo na podlagi preslikave vseh odčitkov nazaj v pangenome.
b. De novo sestavljanje genomov večkratnih pristopov omogoča pristopom k poravnavi genoma, da prepoznajo izkoriščene genomske regije.
c. Graf panegenoma je mogoče izdelati iz celotnih poravnav genoma ali z de novo sestavljanjem grafov, ki učinkovito hrani različice informacij o razponavljajočih se regijah kot edinstvene poti skozi graf.
Kako konstruirati pan-genom?
Slika 2 Primerjava pristopov v panalu1
a. Branja iz več vzorcev so poravnana na referenco in neprimerni so sestavljeni v nove kontige. Z dodajanjem teh novih kontigov v prvotno referenčno zaporedje je mogoče sestaviti referenco pangenome. Razporedilne regije se določijo na podlagi preslikave vseh odčitkov nazaj v pangenome.
b. De novo sestavljanje genomov večkratnih pristopov omogoča pristopom k poravnavi genoma, da prepoznajo izkoriščene genomske regije.
c. Graf panegenoma je mogoče izdelati iz celotnih poravnav genoma ali z de novo sestavljanjem grafov, ki učinkovito hrani različice informacij o razponavljajočih se regijah kot edinstvene poti skozi graf.
Nedavno objavljene pan-genomes
● posilstva pan-genome2
● Paradižnikovi paradižniki 3
● riževa ponev -Genome4
● Sončnični pan-genom5
● Sojina pan-genom 6
● rižev pan-genom7
● Barley Pan-Genom8
● pšenična pan-genom9
● SORGHUM PAN-GENOME10
● Phytoplankton Pan-Genome11
Sklic
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Rastlinski pan-genomi so nova referenca. Nat rastline. 2020; 6 (8): 914–920. doi: 10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM, Guan Z, Hu J in sod. Osem visokokakovostnih genomov razkriva arhitekturo genoma in diferenciacijo ekotipa Brassica Napus. Nat rastline. 2020; 6 (1): 34–45. doi: 10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H et al. Paradižnikov paradižniški genom odkriva nove gene in redek alel, ki uravnava okus sadja. Nat Genet. 2019; 51 (6): 1044-1051. doi: 10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H in sod. Analiza pangenoma poudarja obseg genomske variacije gojenega in divjega riža [objavljena korekcija se pojavlja v Nat Genetu. 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 in sod. Analiza pan-genoma sončnic kaže, da je hibridizacija spremenila vsebnost genov in odpornost na bolezni. Nat rastline. 2019; 5 (1): 54–62. doi: 10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P, et al. Ponovno genom divjih in gojenih soje. Celica. 2020; 182 (1): 162-176.E13. doi: 10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H in sod. Analiza panagenoma 33 gensko raznolikih pristopov za riž razkriva skrite genomske variacije [objavljeno na spletu pred tiskom, 2021, 25. maja]. Celica. 2021; S0092-8674 (21) 00581-X. doi: 10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G et al. Ječredni pan-genom razkriva skrito zapuščino reje mutacije. Narava. 2020; 588 (7837): 284-289. doi: 10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C et al. Več pšeničnih genomov razkriva globalno variacijo v sodobni vzreji. Narava. 2020; 588 (7837): 277-283. doi: 10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J in sod. Obsežne variacije v okviru genoma gojenega in divjega sirka [objavljeno na spletu pred tiskom, 2021, 20. maja]. Nat rastline. 2021; 10.1038 / S41477-021-00925-X. doi: 10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W in sod. Fitoplankton pangenom razkriva obsežen prokariotski horizontalni prenos genov različnih funkcij. Sci adv. 2020; 6 (18): EABA0111. Objavljeno 2020 april 29. doi: 10.1126/sciadv.aba0111
Čas objave: januar-04-2022