EVOLUCIJA GENOMA, PANGENOM
Šta je Pan-genom?
Akumulirani dokazi pokazuju da varijacija između različitih sojeva vrste može biti ogromna.Jedan jedini genom je daleko od dovoljnog da se dobije cjelokupna slika genetskih informacija jedne vrste.Svrha Pan-genome studije je da se dobije sveobuhvatniji genomski graf vrste i dekodiraju veze između osobina i genetskih kodova sprovođenjem genoma de novo sastavljanja brojnih sojeva, što omogućava dublje i šire istraživanje 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 više uzoraka se poravnavaju prema referenci, a neusklađeni se sklapaju u nove kontige.Dodavanjem ovih novih kontiga originalnoj referentnoj sekvenci, može se konstruisati referenca pangenoma.Područja koja se ne mogu koristiti određuju se na osnovu mapiranja svih čitanja natrag u pangenom.
b.De novo sastavljanje genoma višestrukih pristupa omogućava pristupe usklađivanja cijelog genoma za identifikaciju genomskih regija koje su neophodne.
c.Pan-genomski graf se može konstruisati iz celog poravnanja genoma ili de novo sklopom grafa, koji efikasno skladišti varijante informacija o neophodnim regionima kao jedinstvene putanje kroz graf.
Kako konstruisati Pan-genom?
Slika 2 Poređenje pan-genomskih pristupa1
a.Čitanja iz više uzoraka se poravnavaju prema referenci, a neusklađeni se sklapaju u nove kontige.Dodavanjem ovih novih kontiga originalnoj referentnoj sekvenci, može se konstruisati referenca pangenoma.Područja koja se ne mogu koristiti određuju se na osnovu mapiranja svih čitanja natrag u pangenom.
b.De novo sastavljanje genoma višestrukih pristupa omogućava pristupe usklađivanja cijelog genoma za identifikaciju genomskih regija koje su neophodne.
c.Pan-genomski graf se može konstruisati iz celog poravnanja genoma ili de novo sklopom grafa, koji efikasno skladišti varijante informacija o neophodnim regionima kao jedinstvene putanje kroz graf.
Nedavno objavljeni Pan-genomi
● Pangenomi silovanja2
● Pan-genomi paradajza 3
● Genom riže Pan4
● Pan-genom suncokreta5
● Pan-genom soje 6
● Pan-genom riže7
● Pan-genom ječma8
● Pan-genom pšenice9
● Pan-genom sirka10
● Pan-genom fitoplanktona11
Referenca
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Biljni pan-genomi su nova referenca.Nat Plants.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 arhitekturu pan-genoma i diferencijaciju ekotipa 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-genom paradajza 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.Pan-genomska analiza naglašava obim genomske varijacije kod kultivisane i divlje riže [objavljena ispravka se pojavljuje u Nat Genet.2018. avgust;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-genoma suncokreta pokazuje da je hibridizacija promijenila sadržaj gena i otpornost na bolesti.Nat Plants.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 kultivisane soje.Cell.2020;182(1):162-176.e13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H, et al.Pan-genomska analiza 33 genetski raznolike vrste riže otkriva skrivene genomske varijacije [objavljeno na internetu prije štampanja, 25. maja 2021.].Cell.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 uzgajanog i divljeg sirka [objavljeno na internetu prije štampanja, 20. maja 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 fitoplanktona otkriva ekstenzivni prokariotski horizontalni prijenos gena različitih funkcija.Sci Adv.2020;6(18):eaba0111.Objavljeno 29. aprila 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Vrijeme objave: Jan-04-2022