EVOLUCIJA GENOMA, PANGENOME
Kaj je Pan-genome?
Zbrani dokazi kažejo, da so lahko razlike med različnimi sevi vrste ogromne.En sam genom še zdaleč ni dovolj, da bi dobili celotno sliko genetskih informacij posamezne vrste.Namen Pan-genomske študije je pridobiti celovitejši genomski graf vrste in dekodirati odnose med lastnostmi in genetskimi kodami z izvajanjem de novo sestavljanja genoma številnih sevov, kar omogoča globlje in širše rudarjenje variacij.
Trendi pangenomske študije
Slika 1 Trendi objavljenih raziskovalnih člankov Pan-genoma.
Opomba: slika prikazuje rezultat uporabe "pan-genoma" kot ključne besede za iskanje po naslovih člankov, objavljenih v revijah Nature, Cell in Science.
a.Odčitki iz več vzorcev so poravnani z referenco, neporavnani pa so sestavljeni v nove kontige.Z dodajanjem teh novih kontigov izvirnemu referenčnemu zaporedju je mogoče sestaviti referenco pangenoma.Pomanjkljive regije so določene na podlagi preslikave vseh branj nazaj v pangenom.
b.De novo sestavljanje genomov večkratnih pristopov omogoča pristope poravnave celotnega genoma za identifikacijo nepogrešljivih genomskih regij.
c.Graf vsega genoma je mogoče sestaviti iz poravnav celotnega genoma ali s sestavljanjem grafa de novo, ki učinkovito shranjuje informacije o različicah nepotrebnih regij kot edinstvene poti skozi graf.
Kako sestaviti Pan-genom?
Slika 2 Primerjava pangenomskih pristopov1
a.Odčitki iz več vzorcev so poravnani z referenco, neporavnani pa so sestavljeni v nove kontige.Z dodajanjem teh novih kontigov izvirnemu referenčnemu zaporedju je mogoče sestaviti referenco pangenoma.Pomanjkljive regije so določene na podlagi preslikave vseh branj nazaj v pangenom.
b.De novo sestavljanje genomov večkratnih pristopov omogoča pristope poravnave celotnega genoma za identifikacijo nepogrešljivih genomskih regij.
c.Graf vsega genoma je mogoče sestaviti iz poravnav celotnega genoma ali s sestavljanjem grafa de novo, ki učinkovito shranjuje informacije o različicah nepotrebnih regij kot edinstvene poti skozi graf.
Nedavno objavljeni Pan-genomi
● Pangenomi posilstva2
● Pan-genomi paradižnika 3
● Rice Pan -genom4
● Pangenom sončnice5
● Pangenom soje 6
● Rice Pan-genome7
● Pan-genom ječmena8
● Pangenom pšenice9
● Sorghum Pan-genome10
● Pangenom fitoplanktona11
Referenca
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, et al.Osem visokokakovostnih genomov razkriva pangenomsko arhitekturo in diferenciacijo ekotipov 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.Pan-genom paradižnika 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, et al.Pangenomska analiza poudarja obseg genomskih variacij pri gojenem in divjem rižu [objavljeni popravek se pojavi v 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 pangenoma sončnice kaže, da je hibridizacija spremenila vsebnost genov in odpornost proti boleznim.Nat rastline.2019; 5 (1): 54-62.doi:10.1038/s41477-018-0329-0
6. Liu Y, Du H, Li P, et al.Pangenom divje in gojene soje.Celica.2020;182(1):162-176.e13.doi:10.1016/j.cell.2020.05.023
7. Qin P, Lu H, Du H, et al.Pangenomska analiza 33 gensko raznolikih dodatkov riža razkriva skrite genomske variacije [objavljeno na spletu pred tiskom, 25. maja 2021].Celica.2021; S0092-8674(21)00581-X.doi:10.1016/j.cell.2021.04.046
8. Jayakodi M, Padmarasu S, Haberer G, et al.Ječmenov pan-genom razkriva skrito zapuščino razmnoževanja mutacij.Narava.2020;588(7837):284-289.doi:10.1038/s41586-020-2947-8
9. Walkowiak S, Gao L, Monat C, et al.Več genomov pšenice razkriva globalne razlike v sodobni žlahtnjenju.Narava.2020;588(7837):277-283.doi:10.1038/s41586-020-2961-x
10. Tao Y, Luo H, Xu J, et al.Obsežne variacije v pangenomu gojenega in divjega sirka [objavljeno na spletu pred tiskom, 20. maj 2021].Nat rastline.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 razkriva obsežen prokariontski horizontalni prenos genov različnih funkcij.Sci Adv.2020;6(18):eaba0111.Objavljeno 29. aprila 2020. doi:10.1126/sciadv.aba0111
Čas objave: Jan-04-2022