ゲノム進化、パンゲノム
パンゲノムとは何ですか?
蓄積された証拠は、種の異なる系統間の差異が非常に大きくなる可能性があることを示しています。単一の種の遺伝情報の全体像を得るには、単一のゲノムだけでは不十分です。パンゲノム研究の目的は、多数の株のゲノム de novo アセンブリを実行することにより、種のより包括的なゲノム グラフを取得し、形質と遺伝暗号の間の関係を解読することであり、これにより変異のより深くより広範囲なマイニングが可能になります。
パンゲノム研究の動向
図1 パンゲノムの論文発表数の推移。
注：図は、Nature、Cell、Scienceシリーズの雑誌に掲載された論文タイトルを「パンゲノム」をキーワードに検索した結果を示しています。
ａ．複数のサンプルからのリードはリファレンスにアライメントされ、アライメントされていないリードは新しいコンティグに組み立てられます。これらの新規コンティグを元の参照配列に追加することにより、パンゲノム参照を構築できます。不要な領域は、すべてのリードをパンゲノムにマッピングすることに基づいて決定されます。
b.複数のアクセッションのゲノムをデノボアセンブリすることにより、全ゲノムアライメントアプローチにより不要なゲノム領域を特定することが可能になります。
c.パンゲノム グラフは、全ゲノム アラインメントから、またはデノボ グラフ アセンブリによって構築できます。これにより、グラフを通る固有のパスとして不要な領域のバリアント情報が効率的に保存されます。
パンゲノムを構築するにはどうすればよいですか?
図 2 パンゲノムアプローチの比較1
ａ．複数のサンプルからのリードはリファレンスにアライメントされ、アライメントされていないリードは新しいコンティグに組み立てられます。これらの新規コンティグを元の参照配列に追加することにより、パンゲノム参照を構築できます。不要な領域は、すべてのリードをパンゲノムにマッピングすることに基づいて決定されます。
b.複数のアクセッションのゲノムをデノボアセンブリすることにより、全ゲノムアライメントアプローチにより不要なゲノム領域を特定することが可能になります。
c.パンゲノム グラフは、全ゲノム アラインメントから、またはデノボ グラフ アセンブリによって構築できます。これにより、グラフを通る固有のパスとして不要な領域のバリアント情報が効率的に保存されます。
最近公開されたパンゲノム
● 強姦のパンゲノム2
● トマトのパンゲノム 3
●ライスパン - ゲノム4
● ヒマワリのパンゲノム5
● 大豆パンゲノム 6
●ライスパンゲノム7
● 大麦パンゲノム8
●小麦パンゲノム9
● ソルガムのパンゲノム10
● 植物プランクトンのパンゲノム11
参照
1. Bayer PE、Golicz AA、Scheben A、Batley J、Edwards D. 植物のパンゲノムが新しいリファレンスです。ナットプラント。2020;6(8):914-920。土井:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Song JM、Guan Z、Hu J、他。8 つの高品質ゲノムにより、セイヨウアブラナのパンゲノム構造と生態型の分化が明らかになります。ナットプラント。2020;6(1):34-45。土井:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L、Gonda I、Sun H、他。トマトのパンゲノムは、果物の風味を制御する新しい遺伝子と珍しい対立遺伝子を明らかにします。ナット・ジュネット。2019;51(6):1044-1051。土井:10.1038/s41588-019-0410-2
4. 趙 Q、馮 Q、陸 H、他。パンゲノム解析は、栽培イネと野生イネのゲノム変異の程度を明らかにします [修正が公開されたのは Nat Genet に掲載されています。2018 年 8 月;50(8):1196]。ナット・ジュネット。2018;50(2):278-284。土井:10.1038/s41588-018-0041-z
5. Hübner S、Bercovich N、Todesco M、他。ヒマワリのパンゲノム解析では、ハイブリダイゼーションによって遺伝子含有量と耐病性が変化したことが示されています。ナットプラント。2019;5(1):54-62。土井:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y、Du H、Li P、他。野生大豆と栽培大豆のパンゲノム。細胞。2020;182(1):162-176.e13。土井:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P、Lu H、Du H、他。33 の遺伝的に多様なイネ系統のパンゲノム解析により、隠れたゲノム変異が明らかになりました [印刷に先立ってオンラインで公開、2021 年 5 月 25 日]。細胞。2021;S0092-8674(21)00581-X。doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. ジャヤコディ M、パドマラス S、ハベラー G、他。オオムギのパンゲノムは、突然変異育種の隠された遺産を明らかにします。自然。2020;588(7837):284-289。土井:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S、Gao L、Monat C、他。複数の小麦ゲノムにより、現代の育種における世界的な変異が明らかになりました。自然。2020;588(7837):277-283。土井:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y、Luo H、Xu J、他。栽培されたソルガムと野生のソルガムのパンゲノム内の広範な変異 [印刷に先立ってオンラインで公開、2021 年 5 月 20 日]。ナットプラント。2021;10.1038 / s41477-021-00925-x。土井:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X、Qiu H、Han W、他。植物プランクトンのパンゲノムは、多様な機能の広範な原核生物の水平遺伝子伝達を明らかにします。科学上級2020;6(18):eaba0111.2020 年 4 月 29 日公開。doi:10.1126/sciadv.aba0111
投稿時刻: 2022 年 1 月 4 日