GENOEM EVOLUTIE, PANGENOME
Wat is pangenoom?
Geaccumuleerde bewijzen tonen aan dat de variantie tussen verschillende stammen van een soort enorm kan zijn.Eén enkel genoom is bij lange na niet genoeg om het volledige beeld van de genetische informatie van één enkele soort te verkrijgen.Het doel van pan-genoomonderzoek is om een uitgebreidere genomische grafiek van een soort te verkrijgen en de relaties tussen eigenschappen en genetische codes te decoderen door genoom de novo-assemblage van talrijke stammen uit te voeren, wat een diepere en bredere mijnbouw van de variaties mogelijk maakt.
Trends van pan-genoomonderzoek
Figuur 1 De trends van gepubliceerde onderzoeksartikelen over Pan-genoom.
Opmerking: de afbeelding toont het resultaat van het nemen van ‘pan-genoom’ als het sleutelwoord bij het zoeken naar de titels van artikelen die zijn gepubliceerd in de tijdschriften uit de series Nature, Cell en Science.
A.Lezingen van meerdere monsters worden uitgelijnd met een referentie en niet-uitgelijnde monsters worden samengevoegd tot nieuwe contigs.Door deze nieuwe contigs aan de oorspronkelijke referentiesequentie toe te voegen, kan een pangenoomreferentie worden geconstrueerd.Onmisbare regio's worden bepaald op basis van het in kaart brengen van alle lezingen naar het pangenoom.
B.De novo-assemblage van de genomen van meerdere toetredingen maakt benaderingen van het uitlijnen van het hele genoom mogelijk om overbodige genomische regio's te identificeren.
C.Een pan-genoomgrafiek kan worden geconstrueerd op basis van uitlijningen van het hele genoom of door de novo grafiekassemblage, die op efficiënte wijze variantinformatie van overbodige regio's opslaat als unieke paden door de grafiek.
Hoe construeer je een pangenoom?
Figuur 2 Vergelijking van pan-genoombenaderingen1
A.Lezingen van meerdere monsters worden uitgelijnd met een referentie en niet-uitgelijnde monsters worden samengevoegd tot nieuwe contigs.Door deze nieuwe contigs aan de oorspronkelijke referentiesequentie toe te voegen, kan een pangenoomreferentie worden geconstrueerd.Onmisbare regio's worden bepaald op basis van het in kaart brengen van alle lezingen naar het pangenoom.
B.De novo-assemblage van de genomen van meerdere toetredingen maakt benaderingen van het uitlijnen van het hele genoom mogelijk om overbodige genomische regio's te identificeren.
C.Een pan-genoomgrafiek kan worden geconstrueerd op basis van uitlijningen van het hele genoom of door de novo grafiekassemblage, die op efficiënte wijze variantinformatie van overbodige regio's opslaat als unieke paden door de grafiek.
Onlangs gepubliceerde pangenomen
● Pangenomen van verkrachtingen2
● Tomatenpangenomen 3
● Rijstpan-genoom4
● Zonnebloempangenoom5
● Pangenoom van sojabonen 6
● Rijstpangenoom7
● Gerst Pan-genoom8
● Tarwe pangenoom9
● Sorghum pangenoom10
● Fytoplankton pangenoom11
Referentie
1. Bayer PE, Golicz AA, Scheben A, Batley J, Edwards D. Plant-pangenomen zijn de nieuwe referentie.Nat planten.2020;6(8):914-920.doi:10.1038/s41477-020-0733-0
2. Lied JM, Guan Z, Hu J, et al.Acht hoogwaardige genomen onthullen pan-genoomarchitectuur en ecotypedifferentiatie van Brassica napus.Nat planten.2020;6(1):34-45.doi:10.1038/s41477-019-0577-7
3. Gao L, Gonda I, Sun H, et al.Het tomatenpangenoom onthult nieuwe genen en een zeldzaam allel dat de fruitsmaak reguleert.Nat Genet.2019;51(6):1044-1051.doi:10.1038/s41588-019-0410-2
4. Zhao Q, Feng Q, Lu H, et al.Pangenoomanalyse benadrukt de omvang van de genomische variatie in gecultiveerde en wilde rijst [gepubliceerde correctie verschijnt in Nat Genet.2018 augustus;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.Pangenoomanalyse van zonnebloemen toont aan dat hybridisatie de geninhoud en de ziekteresistentie veranderde.Nat planten.2019;5(1):54-62.doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P, et al.Pan-genoom van wilde en gecultiveerde sojabonen.Cel.2020;182(1):162-176.e13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H, et al.Pangenoomanalyse van 33 genetisch diverse rijsttoekomsten onthult verborgen genomische variaties [online gepubliceerd voorafgaand aan de druk, 25 mei 2021].Cel.2021;S0092-8674(21)00581-X.doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G, et al.Het gerstpangenoom onthult de verborgen erfenis van mutatieveredeling.Natuur.2020;588(7837):284-289.doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al.Meerdere tarwegenomen onthullen wereldwijde variatie in moderne veredeling.Natuur.2020;588(7837):277-283.doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J, et al.Uitgebreide variatie binnen het pan-genoom van gecultiveerde en wilde sorghum [online gepubliceerd voorafgaand aan de druk, 20 mei 2021].Nat planten.2021;10.1038 / s41477-021-00925-x.doi:10.1038/s41477-021-00925-x
11. Fan X, Qiu H, Han W, et al.Fytoplankton-pangenoom onthult uitgebreide prokaryotische horizontale genoverdracht van diverse functies.Wetenschappelijk Adv.2020;6(18):eaba0111.Gepubliceerd 29 april 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Posttijd: 04-jan-2022