Raziskovalci sestavljajo glivične genome skupaj

-Naslednja generacija tehnike omogočajo sekvenciranje genoma makrorospora Sordaria

Mlada plodna telesa in vegetativne hife glive Sordaria macrospora. © Kathryn M. Lord, Sandra Bloemendal, Chris E. Jeffree, Ulrich Kuck, Nick D. Preberi
prebral

Mednarodna raziskovalna skupina je z novimi tehnikami dešifrirala genom glive Sordaria macrospora. Uspeli so pridobiti vpogled v način življenja in razvoj gliv. Na primer, Sordaria macrospora lahko zazna več kopij istih genov, ki povzročajo celično smrt pri drugih glivah zaradi imunsko podobnih reakcij. Vendar pa so našli tudi gene daljnih sorodnikov, ki namigujejo na tako imenovani horizontalni prenos genov med evolucijo.

Poleg tega so znanstveniki dokazali, da je mogoče nove tehnike učinkovito uporabiti za stroškovno učinkovito zaporedje genomov zapletenih organizmov. Raziskovalci pod vodstvom profesorja Ulricha Kücka iz univerze Ruhr Bochum poročajo o svojih ugotovitvah v trenutni številki revije "PLoS Genetics".

Gobe: velik ekološki in gospodarski pomen

Težko je preceniti pomen gliv, ki tvorijo ločeno kraljestvo skupaj z živalmi in rastlinami z oceno 1, 5 do šest milijonov vrst: nekatere rastejo na mrtvi organski snovi, pomagajo razgraditi rastlinske in živalske stranske proizvode in tako prispevajo k globalnemu ogljikovemu ciklu, Druge so pomembne kot povzročitelji bolezni in mnoge glive se sčasoma uporabljajo v biotehnologiji za proizvodnjo antibiotikov, encimov ali hrane.

Poleg tega glive že desetletja igrajo bistveno vlogo v temeljnih raziskavah dekodiranja genetskih dejavnikov, od katerih so mnogi pomembni v drugih organizmih, kot so ljudje. "Delno je to zato, ker so genomi gliv približno 100-krat manjši v primerjavi s človeškim genomom - 40 milijonov baznih parov v genomu Sordaria macrospora, 3.000 milijonov v človeškem genomu - vendar še vedno kodirajo za podobno število genov: circa 11.000 genov v makrospori Sordaria, pri ljudeh približno 25.000, «razloži Kück. Prvi genom evkariota, ki je bil v celoti sekvenciran leta 1996, je bil enocelična gliva Saccharomyces cerevisiae, znana kot pekovski ali pivski kvas. Za to je približno šest raziskovalcev potrebovalo šest let.

Nove tehnike ločevanja: Sestavite veliko majhnih gradnikov

Ker so tako naporne, je bilo sekvenciranje genomov do nedavnega izjemno drago in je zato rezervirano večinoma za specializirane inštitute za sekvenciranje in bioinformatiko. Vendar pa so pred nekaj leti razvili nove tehnike "naslednje generacije", ki so v procesu visokega pretoka veliko bolj stroškovno učinkovite. Vsi, vključno s doslej uporabljenimi standardnimi tehnikami - Sanger sekvenciranje - oddajo sekvence največ 1000 baznih parov. Zato morajo biti sekve genomov vedno sestavljene iz številnih posameznih sekvenc. zaslon

V nasprotju s tem nove tehnike prinašajo bistveno več fragmentov zaporedja kot Sangerjevo zaporedje, vendar so posamezni kosi veliko krajši - od 36 do 450 osnovnih parov. Da bi lahko te majhne koščke sestavili v genom, je treba na močnih računalnikih uporabiti na novo razvite programe. Raziskovalci iz Bochuma so uporabili strežnike podatkovnih centrov RUB, da so sestavili genom makrorospora Sordaria iz skoraj 100 milijonov posameznih sekvenc.

Metoda Metode, razvite v tem procesu, bodo zelo pomembne v prihodnjih programih usposabljanja za magistrske študente in doktorske kandidate, kar bo omogočilo zahteven študijski program s poudarkom na bioinformatiki, pojasnjuje K ck.

Presenečenja v genomu Sordaria macrospora

Zaporedje genoma Sordaria macrospora je raziskovalcem prineslo nekaj presenečenj: na primer, v genomu je več kopij genov, pri drugih glivah pa razlikovanje med "sebstvom" in "ne-sebstvom", Analogno zavračanju tujega tkiva pri medicinskih presaditvah. V nasprotju s Sordaria macrospora imajo druge glive v genomu le eno kopijo genov, prisotnost več kopij pa neizogibno vodi do reakcij nezdružljivosti, ki se v hudih primerih končajo s smrtjo prizadetih celic. Kako se makrorospora Sordaria spopada z več temi kopijami genov v enem genomu, je po mnenju raziskovalcev še vedno nepojasnjeno.

Nadalje genom Sordaria macrospora vsebuje nekaj genov, ki jih je verjetno prevzel horizontalni prenos genov iz druge, zelo oddaljene sorodne glive, in širi biokemijski repertoar Sordaria macrospora.

(idw - Ruhr-University Bochum, 12.04.2010 - DLO)