Ақпарат

Геномикалық контекстте сипаттама нені білдіреді?

Геномикалық контекстте сипаттама нені білдіреді?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

"Алынған гендік тізбектердің кітапханалары CDC және басқа зертханаларға қазіргі айналымдағы тұмау вирустарының гендерін ескі тұмау вирустары мен вакциналарда қолданылатын вирустардың гендерімен салыстыруға мүмкіндік береді. Осы арқылы генетикалық тізбектерді салыстыру процесі деп аталады. генетикалық сипаттамасы, CDC қатысты болжамды болжамдар жасай алады ... »

Мен генетикалық сипаттаманың нені білдіретінін білмеймін. Мұнда зерттеушілер не істейді?


«Генетикалық сипаттаманың» техникалық анықтамасы жоқ. Бұл жай ғана сөздердің қалыпты мағынасына негізделген авторлар қолданатын сөз тіркесі: (1) генге және тұқымқуалаушылыққа байланыстыжәне (2) негізгі сипатын сипаттайды. Әрине, генетиканың шегі мен олардың мәні автор мен оқырманның назарында, сондықтан геномикадағы (немесе басқа салалардағы) барлық құжаттарда нақты анықтама қолданылмайды.


Энергетика геномикасы департаментінің шолуы: GTL бағдарламасы (2006)

КІРІСПЕ

АҚШ Энергетика министрлігінің (DOE) Genomics: GTL бағдарламасы - бұл жүйелік биология арқылы микробтық жүйелерді болжауға мүмкіндік беретін іргелі зерттеу бағдарламасы. Мақсаты - геном негізінде әр түрлі экологиялық жағдайда олардың мінез -құлқын болжау үшін организмдер мен қауымдастықтардың үлгілерін құру. Бағдарлама 2002 жылдан бері DOE миссиясының мақсаттарына сәйкес микробтық геномика жобаларын қаржыландырып келеді. DOE бағдарламаны кеңейтуді және оның инфрақұрылымын құруды жоспарлап отыр. 2005 жылғы Энергетикалық негізгі және қолданбалы ғылымдар туралы заңның негізінде DOE Ұлттық зерттеу кеңесін Genomics: GTL бағдарламасының жоспарларын, атап айтқанда қондырғылардың жоспарларын қарау үшін арнайы комитетті шақыруды сұрады.

Комитетке тапсыру

Комитетке келесі сұрақтарды шешу ұсынылды:

Genomics: GTL бағдарламасы қазіргі уақытта жобаланғандай, DOE энергетикалық технологиялар мен даму және қоршаған ортаны қалпына келтіруде кездесетін қиындықтарға ғылыми және техникалық тұрғыдан жақсы бейімделген бе?

Ұсынылған Genomics: GTL зерттеулері мен қондырғыларды инвестициялау стратегиясы DOE ғылыми-техникалық сараптамасын барынша тиімді, тиімді және ғылыми оңтайлы түрде қолдана ма? Атап айтқанда, ұсынылған бизнес моделі (мысалы, саны, ауқымы, масштабы, тәртібі және пайдаланушының жұмыс жоспары)

Геномика: GTL қондырғылары DOE -де ғылыми биологиялық жағдайдан тікелей туындайды, және mdashfor & биологиялық жүйелердің биологиясы болуы керек пе? Бірдей ғылыми нәтижені тиімдірек жеткізе алатын кейбір ұсынылған күш-жігердің балама үлгілері бар ма?

Бюджеттің біркелкі немесе төмендеу кезеңінде ұсынылған Genomics: GTL бағдарламасының қандай аспектілері ең лайықты болып табылады? Қандай ғылыми пайданың шығынға қатынасы жоғары болып көрінеді?

Бұл есепті комитет осы айыптауға жауап ретінде дайындады. Қосымша ақпарат беру үшін комитет геномика туралы қысқаша кіріспе береді және геномика геномиканы зерттеудегі DOE & rsquos рөлі мен оның геномикасы: GTL бағдарламасын 1 тарауда келтірген және сипаттайтын ғылыми жетістіктерге қысқаша кіріспе береді. 2 тарауда комитет геномиканың рөлін зерттейді. : GTL бағдарламасы DOE & rsquos миссиясының мақсаттарына жетуде маңызды рөл атқаруы мүмкін. Комитет соңғы тарауда бағдарламаның дизайны мен оның инфрақұрылымдық жоспарын қарастырады.

ГЕНОМИКА ЖЕТКІЗГЕН ҒЫЛЫМИ ЖЕТІСТІКТЕР

Геномика - бұл геномдардың құрылымын, мазмұнын және эволюциясын зерттейді және гендер мен ақуыздардың тұтас жасуша немесе организм деңгейіндегі экспрессиясы мен қызметін талдау (Гибсон мен Музе, 2002). Геномикада функционалды геномиканы, құрылымдық геномиканы, протеомиканы және метагеномиканы қамтитын көптеген қосалқы өрістер бар және ол геномдардың ғаламдық қасиеттерін зерттеу үшін биоинформатика мен басқа да есептеу құралдарын қолданады. ДНҚ-ның жоғары өткізу қабілеттілігі, микроарриттер және полимеразды тізбекті реакция сияқты геномдық құралдар биомедициналық ғылымда төңкеріс жасады. Еркін тірі организмнің бірінші толық геномдық тізбегі, Haemophilus influenzae, 10 жыл бұрын анықталған (Флейшман және т.б., 1995). Процесс қымбат болды және бірнеше жылдарға созылды, бірақ жүйені аяқтау бірнеше маңызды принциптерді құрды. Ол мылтықты жинау деп аталатын техниканың тұтас геномдарды реттеуге тиімді және тиімді екенін көрсетті. Микроорганизмдегі генетикалық ақпарат туралы біздің түсінігіміз күткеннен әлдеқайда аз екені белгілі болды & mdasha сабағы 10 жылдан кейін, жаңа микробтық геномдардың ашық оқу кадрларының 30 % -ы белгісіз функцияға ие екендігі анықталған кезде әлі де дұрыс.

Геномды реттілік геномдары үлкенірек және күрделірек микроорганизмдерге, соның ішінде ашытқыларға тез қолданылды. Saccharomyces cerivisiae және Schizosaccharomyces pombe, содан кейін нематоданы, жеміс шыбындарын, қыша мен тышқанды қамтитын модельдік организмдер сериясына. Әрбір жаңа организммен геномдардың ұйымы мен қызметі туралы және жаңа гендер мен метаболизм жолдарын анықтау туралы көбірек түсінік пайда болды. 2003 жылы адам геномының тізбегінің жобасы аяқталғаннан кейін салыстырмалы геномика арқылы көптеген геномдық ақпаратты тез түсінуге негіз болды.

Адам геномының реттілігі адамдардың нақты гендері мен жолдары туралы егжей-тегжейлі генетикалық ақпарат берді және үлкен мүмкіндіктер ашты.

жаңа терапияға арналған мүмкіндіктер. Мысалы, тоқ ішектің қатерлі ісігімен байланысты генетикалық өзгерістерді түсіну қатерлі ісіктің жаңа терапиясының нақты негізін қамтамасыз етті және төзімді жағдайларды емдеуге арналған жаңа препараттарды (Mount and Pandey, 2005) және емдеуге төзімді рак клеткаларын әзірлеу үшін пайдаланылды. гендердің белгілі бір тізбегі негізінде жіктеуге болады. Микроб түрлерінің геномикасы бойынша жұмыстарды жалғастыру адам денсаулығын жақсартуға да өз үлесін қосуда. Chiron корпорациясының ғалымдары, мысалы, бактерияның реттілігі туралы ақпаратты қолданды Неиссерия менингиті В тобы осы микроорганизмге қарсы вакцинаның негізі ретінде (Pizza et al., 2000). Билл мен Мелинда Гейтс қоры қолдайтын безгекке қарсы вакцинаны әзірлеу бойынша қазіргі күш -жігер безгек паразиті туралы генетикалық ақпаратты түсіндіруге негізделген (Гейтс қоры, 2005).

Секвенциялаудың тәжірибесі өскен сайын, оның бағасы 1990 жылы бір базалық жұпқа $ 10 -дан төмендеді (DOE, 2000), егер адам геномының 3 миллиардтық базалық жұптарын ретке келтіру үшін 30 миллиард доллардан асатын болса, бір базаға .001 дейін. 2005 жылы жұп, сол дәйектілікті 1x қамту кезінде шамамен 3 миллион долларға алуға болатын. Құнның төмендеуі журналдың сызықтық қисығы түрінде ұсынылуы мүмкін және Мур & rsquos есептеу қуатының реттілік нұсқасын ұсынады. Бұл ұқсастықта, интегралды схеманың күрделілігі шамамен әр 18 айда екі есе өсетіні сияқты, ДНҚ -ның негізгі жұбын реттеуге кететін шығын шамамен 4 жыл сайын 10 есе азаяды. Егер бұл көрсеткіш тұрақты болса, алдағы 15 жыл ішінде жеке адамның геномын 1000 доллардан төмен бағамен реттеуге болады.

Ген тізбегін алуға қажетті уақыт та тез төмендейді. 1989 жылы Андре Гоффо ашытқының 12,5 миллиондық жұптық геномын реттейтін консорциум құрды. Saccharomyces cerevisiae. Табысты күш 74 зертхананы қамтыды және 7 жылға созылды (Goffeau және т.б., 1996). Бүгін, тек 10 жылдан кейін, жаңа штаммның толық геномы Сахаромицес бір аптадан аз уақыт ішінде бір қондырғы арқылы реттелуі мүмкін, ал кіші бактериялардың геномдары бір күннен аз уақыт ішінде реттелуі мүмкін. Шындығында, АҚШ Энергетика министрлігінің (DOE) Біріккен Геном институты (JGI) ай сайын 3 миллиардтан астам ДНҚ жұптарын секвенирлейді және бұл адам геномын 1 есе қамтуға тең.

Басқа технологиялар да геномдық зерттеулерде төңкеріс жасайды. Microarray технологиясы (гендік чиптер деп те аталады) организмдегі көптеген гендердің транскрипция деңгейін бір экспериментте зерттеуге мүмкіндік береді. Бүршіктенетін ашытқыларға арналған гендік чиптік тәжірибе бұрын сипатталмаған ген, YDR533c, қате қатпарланған ақуыздардың жинақталуына байланысты микроорганизм тыныш күйге өткенде жоғары реттелетінін анықтады (Троттер және басқалар, 2002). Бұл геннің адам гомологы, DJ-1, адам геномында бірден анықталды және кейінірек ерте басталған Паркинсон ауруына әсер ететін мутацияланған аутосомды-рецессивті ген екендігі көрсетілді (Бонифати және т.б., 2003). (Паркинсон ауруы – адам ағзасындағы тыныштықтағы жасушалар болып табылатын нейрондарға әсер ететін ақуыздың қате қатпарлануының бұзылуы.)

Геномдар мен генетикалық потенциал туралы көптеген мәліметтердің дамуы биомедициналық ғылымдағы жаңа көзқарасты айқындады ашу ғылымы дәстүрліден айырмашылығы гипотезаға негізделген көзқарас. Discovery Science ғылыми сұрақтарға қатысты нақты көзқарасы жоқ деректер қорын дамытуға бағытталған. Идеяның мәні кең деректер қоймалары&mdash дұрыс жиналғанда, аннотацияланғанда және қол жетімді дерекқорларда сақталса және нақты гипотезаға негізделген сұрақтары бар ғылыми қауымдастық мүшелеріне қарқынды деректерді іздеу үшін қолжетімді болады. Түрлі геномдық жобалар ашылу ғылымы болып саналады және бұл қуатты ғылыми құрал болып шықты. Жақында осындай тәсіл басқа & ldquo-omics & rdquo жобаларына да қолданылды, олардың ішіндегі ең маңыздысы протеомикалық жобалар болып табылады, олар геномның ақуыздық кітапханасын анықтауға бағытталған, оның ішінде ақуыз-ақуыздық өзара әрекеттесулер мен ақуыздың трансформациялануы. Сол сияқты, жасушаның барлық метаболизм жолдарын анықтау және оларды реттеу (метаболизм) белсенді зерттеу әдісі бола бастады. -omics жобаларындағы ауқымды деректер қоймаларын жинау ғылымға күрделі &ldquystems биология&rdquo көзқарасының бір қадамы болып табылады. Бірақ геномды секвенирлеу биологиялық түсінікке ие болу үшін өте тиімді құрал болғанымен, жасушалардың биологиялық күрделілігіне байланысты басқа -омика құралдары осы уақытқа дейін бірден өнімді емес. Демек, биологиялық жүйелердің күрделілігі ДНҚ -ның ақпараттық мазмұнынан асып түседі, мысалы, ақуыздар, метаболиттер мен молекулалық өзара әрекеттесулер, олардың көпшілігі белгілі бір даму немесе қоршаған орта жағдайында ғана көрініс табады.

Түсініктемеде Дэвид Галастың сөзін келтіріңіз Ғылым (Галас, 2001):

Эксперимент нәтижелерінің балама түсіндірулерін бере алатын басқа белгісіз генетикалық компоненттердің жоқтығын білу - бұл көзқарастың түбегейлі өзгеруі. Бұл өзгеріс біздің ғылымға деген көзқарасымызды өзгерте бастайды, бұл зерттеушілерге жасушаның барлық молекулалық компоненттерін анықтау, сондай -ақ олардың қалай басқарылатынын, өзара әрекеттесуі мен қызметін түсіну қиындықтарымен күресуге мүмкіндік береді. Жалғыз ұяшықтың &ldquossoftware&rdquo суретінен біз зерттеушілер өте жақсы ажыратымдылық дәрежесімен, жасуша мен жасушаның өзара әрекеттесуінің, дифференциациясының және бір жасушадан дамуының ғаламдық көрінісін құра бастайтын болашаққа қарай аламыз. ағзаға. толық тізбектерінің болуы Дрозофила меланогастері, Caenorhabditis elegans, және Arabidopsis thaliana қазірдің өзінде мұндай зерттеулерде төңкеріс жасай бастады, және бұл тізім жақын арада метазоан дамуының басқа биологиялық модельдерінің маңызды тізбегін қамтуы мүмкін.

ЭНЕРГИЯ КАФЕДРАСЫ ГЕНОМИКАЛЫҚ ЗЕРТТЕУДІҢ ПИОНЕРІ РЕТІНДЕ

АҚШ -тың ғылымды қолдаудың федералды жүйесінде бірде -бір орталық департамент немесе ғылым министрлігі жоқ. Миссияға бағытталған зерттеулер мен әзірлемелер (R&DD)

қорғаныс, денсаулық сақтау, энергетика, қоршаған орта, ғарыш және аэронавтика, мұхиттар мен атмосфера, ауыл шаруашылығы, көлік және басқа салалардағы бағдарламалардың орнына әртүрлі агенттіктер мен ведомстволар қолдау көрсетеді. Бұл плюралистік қолдау жүйесі АҚШ жүйесінің үлкен күші ретінде қарастырылады және сақталуы керек және сақталады (NRC, 1995). Бұл жүйе бойынша ғылымды қаржыландыруды негізінен R&D бағдарламаларының мақсаты мен мазмұнын және олардың нәтижелерінің құндылығын түсінетін агенттіктер жүзеге асырады.

DOE Америка Құрама Штаттарының ұлттық, экономикалық және энергетикалық қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша өзінің негізгі миссиясын қолдау үшін ғылыми және технологиялық инновацияларды ілгерілетуге міндетті (DOE, 2005a). Марта Кребс атап өткендей, Энергияны зерттеу кеңсесінің бұрынғы директоры (DOE және NRC, 1998) &ldquoDOE - бұл ғылым агенттігі және &hellip біздің ғылым алда тұрған энергетикалық міндеттерді шешуге мүмкіндік береді. Негізгі, қолданбалы, академиялық және жалпы зерттеулердің федералды жақтаушыларының арасында рейтингіне қарамастан, DOE жиі ұмытылған ғылым агенттігі болып табылады. & Rdquo

Көптеген бақылаушылар (мысалы, DOE мен NRC, Kenneth I. Shine, 1998 ж.) 20 ғасыр физика мен астрономия ғасыры болса, 21 ғасыр барлық салаларында биология ғасыры болатынын атап өтті. DOE-ның өмір туралы ғылымға қосқан үлесі денсаулық физикасы мен радиациялық биологиядан басталды, бірақ оның миссияларына сәйкес денсаулық пен қоршаған ортаны зерттеудің көптеген басқа салаларына кеңейді. Бүгінгі күні DOE-ның федералды зерттеулерді қаржыландырудың плюралистік жүйесіне қатысуы денсаулыққа қатысы жоқ кейбір басқа агенттіктер қаржыландырмаған немесе жеткіліксіз қаржыландыратын өмір туралы ғылым салалары DOE rsquos ғылыми портфолиосының орталық және маңызды болғанын білдіреді, мысалы, көптеген салалардағы зерттеулер. Genomics: GTL бағдарламасымен сипатталған қоршаған орта биологиясы.

DOE геномика зерттеулерінің дамуында маңызды рөл атқарды. Чарльз Делисінің жетекшілігімен 1986 жылы Адам геномы жобасын (HGP) талқылауды бастады. DOE ұлттық зертханаларының ғалымдары радиациялық әсер ететін мутацияны ұзақ мерзімді зерттеулер тек генетикалық контекстте толық түсінуге болатынын мойындады. әдетте әлемде адам популяцияларында болған вариация. Сондықтан DOE ұлттық зертханаларында HGP іске қосуға 5,3 миллион доллар бөлді. Ұлттық денсаулық институттары 1988 жылы HGP-дегі DOE-ге қосылды, өйткені ол геномдық құралдар адамның генетикалық бұзылыстарын түсінуде маңызды болуы мүмкін екенін мойындады. DOE, Лос -Аламос ұлттық зертханасының (LANL) күш -жігерінің арқасында ДНҚ реттілігін ерте талдаумен айналысты. Genbank ДНҚ тізбегінің деректер қоры, қазір Ұлттық медицина кітапханасы жанындағы Ұлттық биотехнологиялық ақпарат орталығы басқарады, LANL -де Уолтер Гоадтың жобасы ретінде басталды. Тізбекті талдаудың көптеген маңызды құралдары (мысалы, Смит-Уотерманның талдау алгоритмі) LANL-де жобалар ретінде де әзірленген. Ұлттық зертханалардың пәнаралық мәдениеті арқасында осы түрдегі пионерлік жобалар өркендей алды.

Энергетика кафедрасында геномиканың қолданылуы

HGP-ден басқа, DOE геномикаға арналған басқа бағдарламалар мен нысандарға инвестициялады. 1994 жылы DOE микробтық геном бағдарламасын бастады. 1996 жылы ол Калифорния штатындағы Уолнат Крик қаласында үш негізгі DOE адам геномы орталықтарына негізделген жұмысты біріктіру үшін JGI құрды. HGP аяқталғаннан кейін, JGI өзінің міндетін DOE & rsquos үш негізгі миссиясымен: энергия өндіру, көміртекті басқару және биоремедиациямен сәйкестендіруге қайта бағыттады. JGI & rsquos жаппай реттілік мүмкіндіктері көптеген микроорганизмдердің бүкіл геномдарын ретке келтіру арқылы DOE микробтық геном бағдарламасына қызмет етті. Сонымен қатар, JGI қауымдастықтың реттелу бағдарламасын бастады, ол DOE миссияларына сәйкес келетін және басқа қауымдастықтың динамикасы үшін маңызды басқа организмдер үшін геномдық реттілік ұсыныстарын сұрайды. 2005 жылы JGI орындайтын 23 жоба өсімдіктер, жәндіктер мен балықтарды қосқанда әр түрлі организмдердің геномдарының толық тізбегін шығарады. JGI әртүрлі организмдер туралы жүйелі ақпарат беру арқылы ғалымдардың кең қауымдастығына қызмет көрсететін өндіріс орны ретінде сипатталуы мүмкін және ол әлемдегі ең ірі нысандардың біріне айналды. Жаңа технологияны әзірлеу JGI миссиясының бір бөлігі болып табылады және ол реттілік туралы ақпаратты алу үшін қажетті уақытты айтарлықтай қысқартуға әкелді.

Америка Құрама Штаттарында DOE алаңдарында 50 жылдан астам ядролық қаруды зерттеу мен өндіру нәтижесінде радионуклид, металл және органикалық-химиялық ластанулар пайда болды, оларды физикалық залалсыздандыру әдістерімен жою қиын және қымбат. Микроорганизмдер DOE қалдықтарын тазалауға биологиялық балама ұсынады. DOE & rsquos Natural and Accelerated Bioremediation Research (NABIR) бағдарламасы, 1995 жылы құрылған, DOE учаскелерінде жер қойнауындағы ластаушы заттарды биоремедиациялау бойынша шешімдерді ұсынуға бағытталған зерттеулерді қаржыландырады. Алайда, NABIR -дің барлық жобалары геномикаға тәуелді емес, олар молекулалық биологияны, микробтық физиологияны, геохимияны, микробтық экологияны және математикалық модельдеуді қамтиды. Микробтық жүйелер бойынша басқа DOE бағдарламалары қолдайтын зерттеулер нәтижесінде геобактериялар сияқты залалсыздандыруда маңызы бар микроорганизмдердің реттілігі пайда болды. Shewanella oneidensis, және Десульфовибрио вульгарис (Heidelberg және басқалар, 2002 Methé және т.б., 2003 Heidelberg және басқалар, 2004). Бірқатар жобалар метаболизм жолдарын және олардың экологиялық қоғамдастықтың басқа мүшелерімен өзара әрекеттесуін анықтау үшін маңызды микроорганизмдер туралы геномдық ақпаратты қолданады. DOE сонымен қатар фторемедиация зерттеулеріндегі ведомствоаралық бағдарламаға қатысады, ол негізгі ғылымды қолдайды, бұл жұмыстың көп бөлігі өсімдіктердің металдарды немесе органикалық материалдарды қалпына келтірудің молекулалық механизмдерін түсінуге бағытталған.

Қазба отындарды жағу атмосферадағы көмірқышқыл газының (СО2Жылу ұстайтын парниктік газ, өнеркәсіпке дейінгі 280 ppm-ден шамамен 375 ppm дейін (EEA, 2004). Болжам бойынша, егер шығарындылар азаймаса, келесі 50 жыл ішінде концентрация екі еседен асады (IPCC, 2001). Өйткені теңіз және жердегі экожүйелер жаһандық көміртегіде маңызды рөл атқарады

велосипедпен жүру, сол жүйелердің негізгі кері байланыстары мен сезімталдықтарын білу көміртекті секвестрлеу стратегиялары мен баламалы әрекет ету стратегияларын әзірлеу үшін қажет. DOE көміртегі циклін басқару зерттеулерінің қазіргі мысалы - Оак жотасындағы, Тынық мұхитының солтүстік-батысындағы, Аргонна және Сандия ұлттық зертханаларындағы және Чапел Хиллдегі Солтүстік Каролина университетіндегі зерттеушілер тобының жұмысы. Команда жасушалық функцияларды зерттейді Rhodopseudomonas palustris, СО -ны түрлендіретін метаболизмі бойынша әмбебап бактерия2 жасушалық материалға және азот NH -ге айналады3, және сутегін түзеді.Сонымен қатар, Гарвард, Массачусетс технологиялық институтының, Бригам мен әйелдер ауруханасының (Бостон, Массачусетс штаты) және Массачусетс штаттық госпиталының зерттеушілер тобы ақуыздарды, ақуыз-ақуыздық өзара әрекеттесуді және гендердің реттелетін желілерін зерттейді. Prochlorococcus marinus, жаһандық фотосинтезде маңызды теңіз цианобактериясы. Топ әртүрлі қоршаған орта жағдайларында осы микроорганизмнің метаболикалық белсенділігін түсінуге жүйелік көзқарасты қолданады.

Елді энергиямен қамтамасыз ету міндеттелген, DOE & rsquos энергия тиімділігі және жаңартылатын энергия кеңсесінде (EERE) биомасса бағдарламасы мен сутегі, отын жасушалары мен инфрақұрылым технологиялары бағдарламасы бар, олардың екеуі де жаңартылатын энергияның ұлттық зертханасына қатысты. Биомасса бағдарламасы биомассаны биоотынға, биоқуатқа және жоғары құнды биопродуктыларға айналдыратын озық технологияларды дамытуға бағытталған (DOE-EERE, 2005а). Сутегі бағдарламасы әртүрлі отандық көздерден сутегі өндіру үшін арзан, жоғары тиімді технологияларды зерттеу мен әзірлеуді қолдайды (DOE-EERE, 2005b). Екі бағдарлама да геномика бойынша зерттеулерді қаржыландырады, бірақ олардың негізгі бағыты қолданбалы ғылымға бағытталған, сондықтан олар биологиялық механизмдерді ашуға бағытталған қосымша іргелі зерттеулерден пайда көруі мүмкін.

Ағымдағы және жоспарланған DOE зерттеу бағдарламалары геномика мен гипотезаға негізделген ғылымдар арасындағы теңгерімді сақтауға тырысады, олар көбінесе бір зерттеуші жобалармен анықталады. DOE миссиясына байланысты пәндердегі гибридті тәсілдің артықшылықтары метагеномиканың дамуында айқын көрінеді. Микробтық метагеномика қоршаған орта үлгілерінен жаппай алынған ДНҚ талдауын қамтиды (Handelsman, 2005a). Белгілі бір мағынада, бұл жеке геномдардың немесе гендердің құрылымы немесе қызметі классикалық тазарту - бірінші, сипаттау - екінші тәсілмен емес, микробтық консорциумдардың күрделі қоспаларынан шығарылатындығымен &ldquo кері геномика&rdquo. Метагеномиканы екі жалпы санатқа бөлуге болады: (1) мылтықты ретке келтіру және қоршаған ортаның ДНҚ -ны жинау (Tringe and Rubin, 2005), нәтижесінде ең көп таралған организмдердің фрагментті геномдық жинақтары пайда болады және (2) ДНҚ клондалған фрагменттеріне функционалды талдау жасалады. гетерологиялық жүйелерге қызығушылықтың биохимиялық қасиеттерін анықтау (мысалы, Daniels, 2005). Метагеномика әдістерін қолдана отырып, ғалымдар зерттелетін ағзаларды өсірмей-ақ қоршаған орта жүйесіндегі түрлердің көптігін зерттей алады. Метагеномика мәдениетке тәуелді әдістерден үлкен ілгерілеу болып табылады, себебі ол дәстүрлі әдістермен қол жетпейтін организмдердің табиғатын қарауға мүмкіндік береді.

Метагеномикалық талдау бірқатар орталарда, атап айтқанда әлемдік мұхиттарда, сағалар мен топырақта қауымдастықтардағы генетикалық әртүрлілік туралы түсінігімізге жаңа түсініктер берді (Tringe және т.б., 2005 Venter et al., 2004).

Көміртекті секвестрлеу, қоршаған ортаны қалпына келтіру және энергия қауіпсіздігі үшін шешімдерді табу үшін жүйелік биологияны пайдалану

Ғалымдар бірте -бірте микроорганизмдер немесе микробтық процестер туралы түсінік алса да, мұндай зерттеулер, тіпті біріккен кезде де, биологиялық жүйенің қалай жұмыс істейтіні туралы жаһандық көрініс бермейді. Микробтық жүйелердің қалай жұмыс істейтіні туралы білмеу біздің биоремедиация, көміртекті секвестрлеу және биоэнергия өндіру үшін микробтық процестерді қолдану мүмкіндігімізге кедергі келтіреді (қорап 1-1). Жүйелік биологияны Идекер және басқалар анықтады. (2001) генді, ақуызды және ақпараттық жүйелерді жүйелі түрде (биологиялық, генетикалық немесе химиялық) бақылау арқылы &ldqubiological жүйелерді зерттеу тәсілі ретінде.

ҚОРБА 1-1
Биоинженериядағы организмнің жүйелік биологиясын түсінудің бағасы мен пайдасы

Ағзаның немесе ағзалар қауымының жүйелік биологиясы туралы түсінік алу күрделі болып көрінуі мүмкін, бірақ білмеудің құны орасан болуы мүмкін. DuPont, Genencor International компаниясымен бірлесе отырып, жуырда қарапайым бактерияны жасауда табысқа жетті ішек таяқшасы полиэфирден гөрі жұмсақ және созылатын сорона (3GT деп те аталады) жаңа матаға арналған химиялық құрылыс материалы 1,3-пропанедиол (PDO) өндіру үшін. ПДО жасаудың химиялық және биологиялық тәсілдері жоба басталған кезде белгілі болды, бірақ олар өнеркәсіптік өндіріске сәйкес келмеді, өйткені олар энергияны көп қажет ететін және қымбат бастапқы материалдарды қажет етті. Осылайша, қымбат емес көміртегі көзін қажетті ПДО өніміне айналдыру мүмкіндігі бар бір микроорганизмді қолданатын жаңа процесті жасау қажеттілігі туындады. Мұндай микроорганизм болмаған, сондықтан ол оңай өсетін бактерияға жетіспейтін химиялық қадамдарды катализдейтін ферменттерді кодтайтын гендерді енгізу арқылы жасалды. Метаболикалық жол инженериясы, теориялық түрде, бактериядан тек төрт бөтен генді енгізуді қамтуы мүмкін еді. Клебсиелла пневмониясы және ашытқы Saccharomyces cerevisiae, ішіне E. coli глюкозадан ПДО жасауға мүмкіндік береді. Алайда, ғалымдардың жүйелік биологиясы болмағандықтан E. coli оның метаболизмдік жүйелеріне жаңа ферменттік әрекеттерді енгізуге жауап бере отырып, PDO тиімді &ldquoжасыл&rdquo өндірісіне қол жеткізу үшін іс жүзінде 70-тен астам әртүрлі гендердің модификациясын қажет етеді. Модификацияланған гендердің көпшілігі қабылдаушы ағзадан алынған және маңызды жолдарды дәл реттеу, қажетсіз ферменттерді жою және қосалқы метаболикалық жүйелерді мұқият реттеу үшін қажет болды. E. coli (Санфорд, 2004). Бүкіл процесс 40 адамнан тұратын командаға 7 жылдан астам уақытты алды.

осы деректерді біріктіретін жол жауаптары және сайып келгенде, жүйенің құрылымын және оның жеке бұзылуларға жауаптарын сипаттайтын математикалық модельдерді тұжырымдайды.&rdquo Жүйе биологиясы жалпы жүйелік әрекеттердің бейнесін жасау үшін салыстырмалы, жоғары өткізу қабілеті бар талдауларды және математикалық немесе есептеу модельдерін пайдаланады. Бұл тәсілді субклеткалық деңгейде (көп протеиндік метаболизм процестері), жасушалық деңгейде (жасуша ішіндегі әртүрлі функциялардың интеграциясы) және қауымдастық деңгейінде (көп түрді қауымдастықтар ішіндегі өзара әрекеттесу) жүйелерді зерттеуге қолдануға болады.

Жүйелік биология физиологиялық белсенділік пен қоршаған орта жағдайларына жауап беру үшін бір -бірімен байланысатын метаболикалық және молекулалық контексті жоғары ажыратымдылықта түсінуге байланысты. Жүйелік биология жекелеген компоненттердің қасиеттері жүйелік деңгейдегі вариацияларға байланысты болғанда ғана өзінің толық әлеуетін іске асырады. Синтетикалық биологияның жақында пайда болуы (1-2 қорапшаны қараңыз) сонымен қатар биологиялық жүйелерді түсінуге жаңа және күшті көзқарасты қамтамасыз етеді. Синтетикалық биология әр түрлі пәндерден алған білімдерін біріктіреді, соның ішінде молекулалық биология, математика, инженерия және физика & mdashto негізгі жасушалық компоненттерді дамытады, олар негізгі дизайн тұжырымдамаларына негізделген және жаңа жасушалық мінез -құлыққа әкеледі. Синтетикалық биологияның жаңа өрісі жасушалық жүйелер туралы іргелі түсініктер береді, табиғат құбылыстары туралы түсінігімізді жақсартады және болжамды және сенімді қасиеттері бар күрделі жасушалық мінез -құлықты жобалау мен дамытуға бағытталған жаңа инженерлік пәннің дамуына ықпал етеді.

Микроорганизмдер мен микробтар қауымдастығын зерттеуде олардың құрылымы мен қызметін түсіну, мінез -құлқын дәл болжау және оларды қажетті функциялар үшін басқару үшін екі қосымша әдісті қолдану DOE & rsquos Genomics: GTL бағдарламасының негізгі тақырыбы болып табылады. Бағдарлама жаңалық туралы ғылымды гипотезаға негізделген зерттеулермен біріктіруге тырысады, осылайша жақсы тұжырымдалған зерттеу сұрағы бар тергеуші гендер, гендік реттеу, ген өнімдері және ақуыздар туралы үлкен көлемдегі деректер алу үшін жоғары өнімділігі бар мекеменің ресурстарын жұмылдыра алады. - белоктардың өзара әрекеттесуі.

ГЕНОМИКА: GTL БАҒДАРЛАМАСЫ

Геномика: GTL бағдарламасы 2000 жылы DOE & rsquos Ғылым бюросының (бұрынғы Энергетикалық зерттеулер басқармасы) директоры Марта Кребстің тұжырымдамасынан кейін, АГҚ аяқталғаннан кейін агенттік пен rsquos әлеуетті ғылыми рөлдерді анықтау үшін DOE & rsquos биологиялық және экологиялық зерттеулер бойынша консультативтік комитетіне (BERAC) жүктелді. . BERAC өзінің айыптауына жауап ретінде есепті дайындады Геномдардың өмірге келуі (BERAC, 2000), ол 2001 жылдың сәуір айында Oak Ridge ұлттық зертханасында (ORNL) адам геномын басқарудың ақпараттық жүйесі дайындаған &ldquoӨмірге геномдар&rdquo бірінші жол картасының негізін құрады (1-1-кесте). Бұл бірінші жол картасы бүкіл организмдердің геномдық тізбегінің болуы бізге жаңа, жан-жақты және терең білуге ​​мүмкіндік беретінін дәлелдеді.


Патогендік бактериялардың популяциялық құрылымы

2.2 Рекомбинация кезіндегі гетерогенділік

Жүздеген, тіпті мыңдаған бактериялық қоздырғыштардың популяциялық геномдық зерттеулері өте жақын туыстары бойынша рекомбинация жылдамдығы мен үлгілерінің керемет өзгеруін көрсетеді. Демек, бұл вариация бактериялардың түрлері мен популяцияларының анықтамаларына қайшы келетін күрделіліктің тағы бір қабатын қосады. Сонымен қатар, бұл өзгеріс антибиотиктерге төзімділік сияқты клиникалық маңызды фенотиптермен байланысты болуы мүмкін. Мысалы, пневмококкта гипер-рекомбинантты популяциялар көптеген антибиотиктерге төзімділіктің жоғары деңгейін көрсетеді. 31 дюйм Ацинетобактер baumannii, трансформация эксперименттері көп дәрілік тұрақтылық (МДР) рекомбинацияланбаған популяциялармен салыстырғанда бірнеше ұрпақ ішінде функционалды әр түрлі популяцияларда тез дамығанын көрсетеді. 32 Авторлар сонымен қатар МДР генотиптерінің орташа жарамдылығы мен олардың таралуы олардың мутация немесе рекомбинация нәтижесінде пайда болғанына байланысты екенін көрсетеді.

Рекомбинация жылдамдығы түрдің ішінде айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Генетикалық азғын пневмококк рекомбинация жылдамдығының күрт диапазонын көрсетеді. MLST қолданылған алғашқы зерттеулер бір серогруппаның капсулалық серотиптері арасындағы r/m айырмашылығын анықтады. Пневмококктардың көптеген серотиптерінен алынған геномдық тізбектерді қолданатын зерттеулер р/м мәндерінің диапазонын 0,06 -дан 34,06 -ға дейін бағалады. 34 Басқа бактериялық патогендер де осындай вариацияны көрсетеді. Листериоздың қоздырғышы - жұқтырылған тағамды жегеннен болатын ауыр инфекция Listeria monocytogenes, кем дегенде төрт эволюциялық линиядан тұрады. Рекомбинацияның жоғары көрсеткіштері табиғи және фермалық ортада кең таралған, сондай-ақ жануарлардың листериозы жағдайларынан оқшауланған II линия штаммдарында кездеседі. II линиядағы жоғары рекомбинация жылдамдығы оның әртүрлі орталар мен хосттарға бейімделуіне ықпал етуі мүмкін. Керісінше, адам листериозының негізгі себебі болып табылатын I тегі негізінен клональды. 35,36

Әртүрлі штамдар олардың рекомбинирленген ДНҚ-ны беру немесе алу жиілігі бойынша да өзгереді және бұл популяция құрылымына және патогендердің динамикасына үлкен әсер етуі мүмкін. Кейбір ұрпақтары жиі донор ретінде әрекет ететін, ал басқалары ДНҚ -ны жиі қабылдағысы келетін бұл көзқарастар ген алмасу жолдарын құра алады. Пневмококкте белгілі бір спорадикалық, капсулаланбаған тұқымдар (яғни, ST1106) басқаларға қарағанда жиі рекомбинацияланады, бұл кең популяция үшін генетикалық әртүрліліктің маңызды көзі болып табылатын гендік ағынның орталығын құрайды. 37 Бұл мінездеме экзогенді ДНҚ -ның енуіне физикалық тосқауыл бола алатын полисахарид капсуласының болмауына байланысты емес, себебі басқа капсулаланбаған тұқымдар (яғни ST344 және ST448) р/м -мен салыстырғанда айтарлықтай айырмашылық көрсетпейді. инкапсуляцияланған тұқымдар. 34,38 Пайда болған оппортунистік қоздырғышта Микобактерияның абсцессіИммунитеті төмендеген адамдарда өкпе ауруларын тудыратын гендердің ассиметриялық ағыны үш кіші түр кіші түрлерінің арасында да кездеседі. Mycobacterium bolletii -ға жиі беретін көрінеді Mycobacterium massiliense керісінше. 39 Адам терісінде комменсальды және шартты-патогенді патоген S. эпидермис, бір популяция (яғни, 3-генетикалық кластер) барлық басқа кластерлерден ДНҚ алатын сияқты, бірақ ДНҚ-ны осы басқа кластерлерге бермейді. 23

Рекомбинация геном бойынша тұрақты қарқынмен жүрмейді, өйткені «рекомбинациялық ыстық нүктелер» үнемі табылып отырады. Пневмококкта қарапайым ыстық нүктелерде жасушалық бет антигендерін кодтайтын гендер бар, мысалы, пневмококктық беткі ақуыз А (pspA) және пневмококктың беткі ақуызы С (pspCпенициллинмен байланысатын ақуыздар сияқты антибиотиктерге төзімділік,pbp2x, pbp1a, pbp2bдигидрофолат редуктазасы)folA). 37 Бұл ыстық нүктелер, мүмкін, қабылдаушы иммунитет пен клиникалық араласуға байланысты селективті қысыммен қозғалуы мүмкін. 37 дюйм C. Jejuni геномдар, үш рекомбинациялық ыстық нүктелер анықталды. 40 Бұл ыстық нүктелердегі гендердің жартысынан көбі қожайынның өзара әрекеттесуі, колонизациясы және ішек эпителий жасушаларына адгезиясы үшін маңызды болып табылатын мембраналық ақуыздармен байланысты және қожайынның иммундық жүйесіне жауап ретінде әртараптандырылған таңдауда болуы мүмкін.

In S. aureus, мегабаза шкаласы бойынша пайда болатын рекомбинациялық ыстық нүктелер репликацияның пайда болуының айналасында пайда болған үлкен хромосомалық алмастырулармен байланысты болды (мысалы, 18,41 сілт.) . 42 Қайта біріктірілетін ДНҚ фрагменттерінің мөлшері пневмококкта да күрт өзгереді, оның екі негізгі түрі анықталған: (1) орташа рекордтық өлшемі 27-580 а.к. болатын бір, қысқа ДНҚ фрагменттерін жиі ауыстыруды көздейтін микро рекомбинация. ) макро рекомбинация, сирек кездесетін болса да, орташа өлшемі 8800-14000 bp болатын бірнеше фрагменттерді алуды қамтиды және негізгі фенотиптік өзгерістермен байланысты. 43 Импорттық өлшемдердің осы әртүрлі үлестірімінің негізінде жатқан механизм белгісіз болғанымен, ол сәйкессіздіктерді жөндеу жүйесінің қанықтығына негізделген деген болжам бар. 43


Сіз антибиотиктерге төзімділікпен қалай күресесіз? Вирус сұраңыз.

Бүгін PLoS Biology журналында жарияланған мақалада IGI зерттеушілері Лоуренс Беркли ұлттық зертханасының қызметкері Вивек Муталик және UC Берклидегі Адам Аркин антибиотиктерге төзімді бактериялармен күресу үшін осы кішкентай жыртқыштарды қолдануға жол ашатын фагтардың биологиясы мен фагтардың төзімділігін түсінудегі жетістіктер туралы хабарлайды. Қыркүйек айында Муталик IGI ғылымының жазушысы Хоуп Хендерсонмен осы жұмыс туралы сөйлесті.

Сіздің зертхана нені зерттейді?

Біз негізінен синтетикалық биология мен микробтардың функционалды геномикасын зерттейміз. Ең алдымен, біз бактерияларды зерттейтін құралдарды әзірлейміз, оларға микробиомалық контексте қараймыз және оларды бір нәрсеге итермелейміз. Жол бойында мен бактериофагтарға қызығамын.

Кімді фагтар қызықтырмайды? Олар & mdash жердегі ең керемет нәрселерді біледі, ал біз оларды түсінбейміз.

LBNL зерттеушісі Вивек Муталик.

Олар микробтар әлеміндегі &ldquoбелгілі белгісіз&rdquo. Біз фагтар туралы көбірек білгіміз келеді, олар бактерияларды қалай жұқтырады және бактериялар қалай күреседі, ақырында оларды адам денсаулығы мен ауыл шаруашылығында қолдану үшін арнайы бактерияларды өлтіретін етіп инженерлейміз.

Фаг дегеніміз не?

Бактериофагтар немесе фагтар - бактериялық жыртқыштар. Бұл вирустар, олар бактерияларды жұқтырады және бактериялардың көмегімен көбейеді. Фагтар барлық жерде кездеседі және олар жер бетіндегі ең көп таралған биологиялық құрылымдар! Фагтардың әрбір түрінің бірегей геномы, өлшемі, пішіні және инфекциялық циклі бар, олар туралы бізде өте шектеулі білім бар. Бірақ біз білеміз, фагтар - бұл нақты бактерияларды жұқтыратын өте дәл өлтіру машинасы. Олар антибиотиктерге ұқсамайды, өйткені сіз антибиотиктерді қосқанда бактериялардың үлкен тобы өледі. Біз фагтардың (көптеген) төменгі жағындағы құйрық олардың қандай бактерияларды жұқтыратынын анықтайтынын білеміз, бірақ біз оны қалай жұқтыратынын түсінбейміз. Сонымен қатар, біз фагтарды ретке келтіру ретінде жақсарып келе жатқанымызға қарамастан, бізде бұл фаг геномдары не үшін кодталғанын жақсы түсінеміз. Негізінде, біз бұл жерде кім екенін білеміз, бірақ олардың не істеп жатқанын білмейміз.

Түпкі мақсат - патогенді бактерияларды мақсатты түрде жою әдістерін әзірлей алатын фаг биологиясын жеткілікті түрде түсіну. Фагтардың төзімділігін зерттеу бізге олардың ішкі жұмысына терезе береді.

Инженерлік фагтармен не істеуге болады?

Қолдану кеңістігі өте үлкен: біз арнайы &ldquoroles&rdquo бар инженерлік фагтарды адам денсаулығында, ауыл шаруашылығында, азық-түлікте, етте, акваөсіру өнеркәсібінде, қоршаған ортаны қалпына келтіруде және т.б. пайдалана аламыз. Егер біз фагтардың қалай жұмыс жасайтынын терең түсінетін болсақ, біз оларды инфекцияны немесе қант диабетін емдеуге немесе қызанақ дақылдарына шабуыл жасайтын бактериялық қоздырғышты өлтіруге көмектесу үшін ішек микробиомасындағы бактериялардың белгілі бір штаммдарын жоюға инженер жасай аламыз.

&ldquofage төзімділігі&rdquo нені білдіреді және оның инженерлік фагтарға қандай қатысы бар?

Сіз оны антибиотиктерге төзімділікке ұқсас деп ойлауға болады. Бактерияға антибиотиктер қосқанда, олар ұнамайды! Олар өмір сүрудің және жағдайға бейімделудің әдістерін ойлап табады. Сіз бактерияларға фагтар қосқанда, дәл солай болады және олар іріктеу процесі арқылы өтеді. Фагтардан аман қалуға мүмкіндік беретін белгілі бір генетикалық өзгерістері бар бірнеше бактериялар болады. Басқаша айтқанда, қабылдаушы бактерия популяциясы мутацияға ұшырайды, ал қазір фаг оларды жұқтыруы мүмкін. Бұл фагқа төзімділік. Фагқа төзімділікті зерттеу - бұл фагтардың белгілі бір бактерияларды жұқтыруының негізін зерттеу әдісі. Егер өзгерген ген, айталық, бактериялар бетіндегі рецептордың бөлігі болса, онда біз фагтың бактерияға ену үшін рецептордың сол бөлігімен әрекеттесетінін білеміз.

Вивек Муталик зертханада.

Бұл қағаздан не таптыңыз?

Біз жақсы зерттелген фагтарды қолдандық және E. coli, зертханалық бактерия, фагтардың төзімділігін қарау үшін. Бұл белгілі жүйені анықтағандықтан, біз табылған нәрсені қайталау арқылы біздің платформаның тиімді екеніне көз жеткізе аламыз және біз жаңа нәрселерді анықтай аламыз.

Біз екі штаммды алдық E. coli бактериялар және гендердің қызметі жоғарылаған, функцияларын жоғалтқан немесе функционалды түрде жойылатын мутациялардың салынған кітапханалары. Бұл кітапханалар пробиркада немесе колбаға салынған, және олардың әрқайсысында әр түрлі мутанттар бар. Әрбір мутацияда штрих -код бар, былайша айтқанда, қандай ген мутацияланғанын білуге ​​мүмкіндік береді. Сондықтан сіз фагты қосасыз. Бактериялардың көпшілігі өледі, бірақ кейбіреулері аман қалады және көбейеді. Біз тірі қалғандарды жинап, зерттейміз, олар неге аман? Біз штрих -кодты қолдана отырып, оларда қандай мутация бар екенін айта аламыз. Біз ашатын гендер фаг инфекциясын өңдеу үшін өте маңызды. Сонымен, мен фаг қарсыласуының ландшафтын шынымен түсіне бастаймын.

Біз мұны қағаздағы 14 фагпен жасадық. Олардың кейбіреулері өте жақсы зерттелген, ал кейбіреулері жаңа фагтар.Бұл жүйені қолдана отырып, біз 50 жыл ішінде жасалған фагтардың төзімділігі туралы барлық дерлік деректерді жинай аламыз. Басқаша айтқанда, біз білетін гендер хит ретінде пайда болды. Бұл жүйенің шынымен жұмыс істейтінін және сенімді екенін білуге ​​мүмкіндік береді. Бұл бактериялардың фагтарға қалай жауап беретінін түсінуге және фагтардың инженерлік әдістерін дамытуға үлкен әсер етеді! IGI-ге біздің ұсынысымыздың негізі біздің платформа жұмыс істейтінін көрсету болды E. coli, содан кейін оны бірнеше патогенді бактериялармен қолдану үшін масштабтаңыз. Енді мен басқа адамдар мен өсімдіктердің қоздырғыштарымен жұмысты жалғастырамын. Бұл төзімділік механизмдерін әр түрлі фагтар мен әр түрлі патогендермен салыстыру өте қызықты!

Сіздің жұмысыңыздың COVID-19-ға әсері бар ма?

Мүлдем. Зерттеушілер COVID-19 ауруханасына жатқызылған науқастардың 50% -дан астамында бактериялық пневмония сияқты бактериялық қосалқы инфекциялар бар екенін анықтады. Бұл науқастар антибиотиктерді қабылдайды, бірақ олар әрқашан бактерияларды өлтірмейді немесе пациентке антибиотиктерге төзімділікке көмектеседі. Біз бұл науқастарға әлі фагтарды беріп жатырмыз, бірақ олар бір сәтте арсеналдың бір бөлігі болуы мүмкін. COVID-19 бізге жұқпалы аурулармен күресуге дайын еместігімізді көрсетті. Бұл ұлттық биоқауіпсіздік тұрғысынан да өте маңызды, әсіресе біз антибиотиктерге төзімді патогендердің кез келген кездейсоқ (немесе әдейі) бөлінуін тамақ өнімдерін өңдеуге, суды тазартуға немесе қоршаған ортаға шығаруға дайын емеспіз. Біздің ұлттық стратегия белсенді емес, реактивті болып көрінеді. Антибиотиктерге төзімділік қаупі біздің көз алдымызда ұзақ уақыт бойы тұрды, бірақ жаңа антибиотиктер жоқ және жаңа шешімдер әзірленбейді. Антибиотиктерге төзімділікті шешу үшін бізге біртұтас, белсенді көзқарас қажет және фагтар оның негізгі құрамдас бөлігі болуы мүмкін. Мен бұрын ешқашан қолданба кеңістігіне соншалықты байланысты сезінген емеспін. Мен өзімді қатты қозғалған сезінемін.

Мен фагты оқшаулаған кезде, ол біреудің өмірін сақтап қалады деп үміттенеді. Мүмкін қазір емес, бірақ бір күні. Бұл өте қанағаттанарлық сезім.

Сіз айтқыңыз келетін басқа нәрсе бар ма?

Бұл қаржыландыру агенттігін инвестициялау қиын болатын қауіпті жоба болды, мен IGI мұны мойындап, тәуекелге барғанына қуаныштымын. Осы жобаға инвестиция салу арқылы IGI фагтарды сипаттау және инженерия жасау үшін қажетті тәжірибені, құралдарды және ресурстарды құрды.

Мен өз командама алғыс айтқым келеді. Нақтырақ айтқанда, доктор Дания Пиямен және аспиранттармен жұмыс істеу Бенджамин Адлер мен Харнит Ришимен жұмыс өте қызықты болды. Мен IGI грантын алуға Адам Аркин мен Адам Дойчбауэрмен бірлескен PI ретінде жүгіндім және бұл пионерлермен функционалды геномика мен синтетикалық биологияда жұмыс істеу үшін керемет топ болды! Содан кейін кампуста Бритт Коскелла мен Ким Тид бар болса, көрші Ричард Календер, Дженнифер Дауднаның жанында жұмыс істейді & rsquos зертханасы & rdquo бұл & rsquos жай ғана арман.

Вивек Муталик пен зертхана мүшелері Шон Карим (сол жақта) мен Трентон Оуэнс (оң жақта) зерттеу үлгісін қарайды.

Бойынша Үміт Хендерсон

Талқылау

Өсімдік миРНҚ-лары жануарлардың миРНҚ-ларынан бірнеше аспектілері бойынша, негізінен шаш қыстырғышының ұзындығымен және жұлдыз тізбегімен комплементарлылық сипатымен ерекшеленеді [2]. Жетілген тізбектердің ұзындығы негізінен өзгеріссіз қалса да, ілмек аймағының ұзындығы олардың соңғы эволюциясына байланысты өсімдіктерде айтарлықтай ерекшеленеді [19]. Бұл айырмашылықтар оларды болжау үшін қолданылатын статистикалық ерекшеліктерге қатты әсер етеді.

РНҚ-ның әртүрлі типтерінің қайталама құрылымын сипаттау үшін жиі қолданылатын ең төменгі бос энергия (MFE) [20, 21], сонымен қатар миРНҚ-ны сипаттау және/немесе болжау үшін қолданылады [3, 4, 22-24]. МиРНҚ кандидаттарын скрининг үшін алдыңғы зерттеулердің көпшілігі не тіркелген MFE шегін (мысалы, -18 ккал/моль) [13] немесе айнымалы шекті [25] пайдаланды. MiRDeep, алайда, нақты және фондық түйреуіштердің МФЭ -нің (артқы ықтималдығы) салыстыруын қамтиды, бұл олардың арасындағы берік кемсітушілікке мүмкіндік береді. Өсімдіктердегі бұл салыстыру соншалықты қарапайым болған жоқ, өйткені miRNA шаш түйрегінің ұзындығының әртүрлілігі MFE -нің бірнеше таралуына әкеледі.

Шаш түйрегішінің өсімдіктердегі МФЭ -ге әсері туралы бұрын хабарланғанымен [25], бұл есептер өсімдіктердің миРНҚ -ларын болжауға осы қатынастың ықтимал әсерінің жүйелі бағасын бермеді. Осы зерттеуде біз MFE дистрибутиві ұзындықтағы МФЭ ұзындығын әр түрлі ұзындығымен салыстыруға болатын прекурсордың MFE-ні қалыпқа келтіру арқылы ұзындықсыз болатынын байқадық.

Біз одан әрі салыстырмалы ұзындықтағы нақты және фондық прекурсорлардың MFE дистрибутивтері арасындағы шамалы ғана айырмашылықтарды байқадық. Бұл тек МФЭ нақты және фондық миРНҚ арасында жақсы кемсітушілік бола алмайтынын көрсетті, сондықтан МФЭ -ден басқа басқа шараларға көбірек салмақ салу керек. Бұл нәтижелер дикот түрлеріне қатысты емес, өйткені олар нақты және фондық арасындағы айтарлықтай айырмашылықты көрсетеді, бұл MFE -ді кемсітушіліктің маңызды белгісі етеді.

Кандидат прекурсорлардың қайталама құрылымдары мен олардың аралас аналогтары арасындағы айырмашылықтар миРНҚ болжау үшін пайдаланылатын тағы бір маңызды мүмкіндік болып табылады [9]. Нағыз прекурсорлар әдетте бүктелу сипатында (сондай -ақ MFE -де) араласқан әріптестерінен айтарлықтай айырмашылықты көрсетеді [16]. Бұл айырмашылық p-мәні арқылы сандық түрде анықталады, ол MFE бар аралас тізбектердің үлесі үміткердің бастапқы прекурсорларынан төмен. p-мәні ≤0.05 статистикалық тұрақты деп санауға болады. Ұзындығы бірдей өсімдіктер мен жануарлардың миРНҚ прекурсорлары тұрақты прекурсорлардың ұқсас жиілігіне ие болады деп күтілсе де, өсімдіктердің миРНҚ прекурсорларының ұзындығының әртүрлілігіне байланысты жануарлар үшін бағаланған параметр өсімдіктерге қолданылмайды. Соңғы жағдайда, нақты прекурсорлардың p-мәндері ұзындығы ұлғайған кезде де өзгеріссіз қалады, ал фондық прекурсорлардың ұзындығы айтарлықтай төмендеді. Бұл критерийлер ұзағырақ үміткерлердің прекурсорларын болжауға келгенде тиімдірек болады, бұл көбінесе өсімдіктерге қатысты.

Сонымен қатар, жетілген miRNA -ларды сақтау - miRDeep -тің және басқа да басқа құралдардың көмегімен пайдаланылатын miRNA -ның ашылуының тағы бір маңызды ерекшелігі, онда біріншісі піскен miRNA -лардың ядро ​​аймағындағы сақталуын ескереді [9]. Жануарлардағы ядроны құрайтын позициялар 2-позициядан [27-29] бастап ұзындығы 7-8 нт, ал өсімдіктерде оның бүкіл ұзындығы бойынша өте жақын комплементарлылық бар. Біз өсімдіктердің позициялық сақталу үлгісінің табиғатын зерттедік және салыстырмалы түрде ұзақ сақталған мотивті таптық, онда екі сақтау блогы көрінді: 2-13 және 16-19 позициялар, 4 позиция толығымен сақталған. Өсімдіктерде позициялық консервация үлгісін енгізу миРНҚ гомологиялық болжамының ерекшеліктерін жақсартты.

Өсімдік миРНҚ прекурсорлары жануарлармен салыстырғанда ұзындықтың салыстырмалы түрде кеңірек таралуын көрсететіндіктен, бұл өз кезегінде кандидатты болжау үшін кесу ұзындығын(дарын) басқа таңдауды қажет етеді. Сұңқар және т.б. [13] 200 nt-ді күріштің нақты прекурсорларының 90% жабылған шекті деп есептеді, Джонс-Роадс және т.б. [30] болжам жасау үшін прекурсордың ұзындығын (500 нт) алды А.талина/О. қанық. Адайдың басқа зерттеуінде т.б.[25], жылы A. талияна қайтадан, ең үлкен прекурсор өлшемі 400 нт етіп орнатылды. miRBase дерекқорынан (14 шығарылым) өсімдік miRNA прекурсорларының ұзындығының таралуына сүйене отырып, миРНҚ-ның максималды санын қамтитын ұзындық(тар) және бір мезгілде прекурсорлардың жеткілікті саны (мысалы, 30) болды. Параметрлерді бағалау үшін қалыпты таралған популяцияның қасиеттері) таңдалды. Біз жоғарыда көрсетілген шектеулерді қанағаттандыратын 276 және 336 екі шекті байқадық, олар халықтың 96% және 98% -ын қамтыды.

Жаңа параметрлеу болжамның дәлдігін қаншалықты жақсартатынын көрсету үшін біз miRDeep -ті miRNA кандидаттарын болжау үшін әдепкі параметрлермен қолдандық. Нәтижелер әдепкі параметрлерді пайдалана отырып болжанған миРНҚ-ның негізгі бөлігі эксперименталды анықталған миРНҚ-ға сәйкес келмейтінін көрсетті. Болжалды үміткерлердің жалпы сәйкессіздіктерінің саны, дөңес, ядроның сақталуы, кесу ұзақтығы және т.б. сияқты негізгі белгілердің байқалған мәндері өсімдік miRNA-лары үшін атипті болды. Сонымен қатар, әдепкі miRDeep ядросының қысқа мөлшері бірнеше жалған миРНҚ гомологтарын анықтауға әкелді. Дегенмен, бір деректер жиынындағы жаңа параметрлерді пайдаланып болжау жақсы сезімталдықпен және одан да жақсырақ ерекшелікпен өте жоғары болжау дәлдігін көрсетті.

Атап айтқанда, өсімдік миРНҚ-ны ашудағы кез келген ұсынылған жақсартулар өсімдіктердегі миРНҚ аннотациялары үшін белгіленген критерийлерге сәйкес келуі керек [12, 31]. MiRDeep алгоритміндегі параметрлерді түзетуге қарамастан, miRNA аннотациясының негізгі критерийі, яғни жетілген миРНҚ-ны бағаналы ілгек прекурсорының сабағынан дәл алып тастау адал орындалады. Параметрлеу miRDeep негізгі әдісіне кедергі жасамайды. Әрі қарай, miRDeep-тің екі статистикалық ерекшелігі, атап айтқанда, діңгек циклінің сипаттамасы және оқуларды прекурсорларға салыстыру siRNA-ның миРНҚ ретінде қате жіктелуін болдырмау үшін жеткілікті. Сонымен қатар, жақында DCL1 -ден басқа рибоэндонуклеазалармен өңделетін өсімдіктердің бірнеше миРНҚ -лары туралы есептер болды [32], сондықтан болжау әдістері де оларды сәйкестендіруге қабілетті болуы керек. Алайда бұл терең реттілік оқуларына негізделген құралдарға көп қиындық тудырмайды, өйткені олардың әдістері ең алдымен реттіліктерді басшылыққа алады. Мәселен, DCL3 өңделген miRNA, мысалы, DCL1 жасалған миРНҚ сияқты, бұрынғы өнімнің өлшеміне қарамастан талданатын болады. Сонымен қатар, сирек репродуктивті бағаналы ілмектер туралы есептер болды [12], бұл miRNA ашуға арналған құралдарға қиындықтар туғызады. Біз miRDeep алгоритмінің қазіргі түрінің мұндай күрделілікпен жұмыс істеу қабілетіне күмәнмен қараймыз.

Бұл зерттеу сонымен қатар болашақта зерттеуге болатын кейбір мәселелерді ұсынады. Өсімдік геномдарының санын ұлғайту зерттеушілерге монокоталар мен дикоталардың MFE таралулары шынымен де ерекшеленетінін тексеруге мүмкіндік береді және егер солай болса, негізгі механизмдерді зерттейді. Сонымен қатар, жақсартылған геномдық аннотация басқаша қате түсіндірілген CDS -пен сәйкес келмеуіне байланысты жіберілген миРНҚ -ның ашылуын жақсартады. Басқа қажетті жетістіктерге sRNA-ның басқа түрлерін анықтау модульдері және көпфункционалды бағаналы ілмектерді сипаттау мүмкіндігі кіреді.


Геномиялық тапсырма және үй тапсырмасы бойынша анықтама

Геном - бұл организмнің ДНҚ-ның кодталмаған аймақтарында тұратын барлық гендердің, реттеуші қатарлардың және басқа бөлшектердің жиынтығы. Сонымен қатар, геномика - бұл организмдердің рейтингісінен гендердің үлкен сорттары мен ДНҚ сериялары туралы мәліметтерді тез құрудың соңғы нәтижесі.

Әртүрлі мақалада геномикаға негізделген зерттеудің әртүрлі тәсілдері түсіндіріледі

Геномика тағайындау бойынша анықтама

тұқым қуалайтын вариация, микроарриттерді ұнату және массивке негізделген салыстырмалы геномдық будандастыру. Басқа мақалалар дәрі-дәрмек, жүйелік және сақтау биологиясы сияқты әртүрлі салалардағы геномдық ақпараттың құндылығын талдайды. Тиісті түрде, мұндағы қысқа мақалалар геномиканы нақты қалыптастырған кейбір кейіпкерлер мен концепцияларды байланыстыруға тырысады, бұл ашық ақшамен және іскерлік геномды секвенирлеу мәселелері арасындағы үздіксіз бетпе-бет келуді ұнатады.

Геномика - бұл организмнің геномының реттілігі мен анализіне қатысты гендердегі аймақ.

Геном - бұл организмнің бір жасушасында болатын бүкіл ДНҚ материалы. Геномика мамандары ДНҚ -ның толық сериясын анықтап, ауруды түсіну үшін тұқым қуалайтын картография жүргізуді мақсат етеді.

Геномика сонымен қатар геном ішіндегі локустар мен аллельдер арасындағы өзара әрекеттесуден басқа плеиотропия, эпистаз және гетероз сияқты интраагеномдық процедураларды зерттеуді қамтиды. Молекулалық биология мен гендердің салалары, әдетте, бірыңғай гендердің қызметін зерттеуге қызығушылық танытады, бұл ’s биомедициналық зерттеулердің маңызды тақырыбы. Керісінше, геномика бір генді зерттеуді қамтымайды, егер функция тұтас геном контекстінде бір геннің әсерін түсіну болмаса.

Америка Құрама Штаттарының қоршаған ортаны қорғау агенттігінің мағынасына сәйкес, геномика клиникалық сұраныстар мен олармен байланысты әдістердің үлкен тобын алаңдатады. Геномика жасушалық немесе тіндік деңгеймен бірге протеомадағы, МРНҚ мен ДНҚ деңгейіндегі барлық гендерді зерттеуді қамтиды.

Геномика - бұл алғаш рет вирус пен митохондрияның жалпы геномын тізбектеген Фред Сангер құрған принцип. Ол 1970-80 жылдары ақпарат пен биоақпараттық қойманы құруға қосымша ретпен және геномдық карта жасау тәжірибесін бастады.

Осы уақытқа дейін жинақталған гендер туралы түсінік іс жүзінде практикалық геномиканың дамуына себеп болды, бұл гендер экспрессиясының үлгісін, әсіресе әртүрлі орта жағдайларында түсінуге алаңдайтын сала.

Геномика терминін 1986 жылы Мэндегі Джексон зертханасының генетикі Том Родерик адам геномын картаға түсіру туралы конференция барысында енгізді.

Геномика геномдық тапсырмалардан, геномды секвенирлеуден, бірегей әдістер мен геномдық инновациялардан тұрады.

– Функционалды геномика транскрипциялық профильді ұнатады, МРНҚ талдауы, МикроРНҚ талдауы және жақсы құрылған және жаңадан пайда болған инновацияларды (мысалы, цифрлық гендердің экспрессиясы) қолдана отырып, басқа және кодталмаған РНҚ-ны талдау.

– Филогеномикадан тұратын эволюциялық және салыстырмалы геномика.

– Геномдық инновациялар мен тәсілдердің ілгерілеуі, бұл салада және жаңа инновацияларда елеулі әсер ету қабілеті бар таңғажайып және жаңа қосымшаларға шоғырланған.

– Есептеу биологиясы, биостатистика және биоинформатика, интегративті әдістерді ұнатады, желілік биология, және бірегей құрылғылар мен әдістерді жетілдіру

– Геномдық масштабтағы қазіргі заманғы гендер кешенді гендік зерттеулерден, популяция геномикасынан, ассоциациялық зерттеулерден, құрылымдық вариациядан және ген мен қоршаған ортаның өзара әрекеттесуінен тұрады.

– Эпигеномика, ДНҚ метилденуінен, гистонды реттеуден, хроматин құрылымынан, жазудан және хроматинді жақсартудан тұрады.

– ДНҚ аспектілері, локусты бақылау аймақтары, изоляторлар, күшейткіштер, дыбысты өшіргіштер және гендік саясат жүйелері сияқты геномдық реттеуші талдау

– Жағдайдың патогенезі жүйесін және оның тұқымқуалаушылық аспектілермен байланысын түсінудің геномдық әдістері мета-геномды және ген мен геномдық сериялардың даму режимі мен қарқынынан тұрады.

– Медициналық геномика, жеке геномика және адам денсаулығына арналған басқа қосымшалар

– Геномдық стратегияларды жобалау организмдерінде қолдану, бұл кең аудиторияны қызықтыруы мүмкін.

Ауруларды бақылау және алдын алу орталықтарының (CDC) мәліметтері бойынша, Геномика-бұл адам генетикасындағы екі генді ДНҚ спиралінің барлық гендерін зерттеу, ол біздің кім екенімізді және неден жасалғанымызды көрсетеді. Классикалық гендердегі құрылым ол гендік вариацияларға, біз алатын тұқым қуалайтын кодқа, біз тұратын ортаға және біз анықтайтын әртүрлі ауруларға шоғырланған.

Геномиканың кепілдігі үлкен. Бұл бір күні бізге жеке денсаулықты толық пайдалануға және кез келген аурудың ең жақсы емін табуға көмектеседі. Бұл адам геномын өзгертетін және біз алатын жағдайдан мәселелерді болдырмайтын (тіпті кері қайтаратын) жаңа емдеу әдістерін дамытуға көмектесуі мүмкін.

Геномика өлімнің негізгі 10 себебінің 9-ында ықпал етеді, мыналардан тұрады:

Генетикалық бюст пен аналық бездің немесе генетикалық колоректальды қатерлі ісік қаупі бар адамдар үшін тұқым қуалайтын тестілер дәлелді араласу арқылы олардың тәуекелін төмендетуі мүмкін. Жаңа ұсыныстар күтілуде, өйткені араласулар мен сынақтардың денсаулыққа пайдасы бар клиникалық дәлелдер жақсарады.

HCA 35, Австралия патенті 686,004 бойынша Myriad Genetics, Inc -ке тиесілі BRCA1 үш патенттік талаптары жарамсыз болды. Myriad ’s патенті 2015 жылдың 11 тамызында аяқталған кезде, сот шешімі генетика/омика мен дәлдікке арналған дәрі -дәрмектегі интеллектуалды құрылысқа сәйкес өмірлік маңызды прецедентті белгіледі.

D’Arcy ісінің өзі, АҚШ-тағы басқа да сот процестерімен бірге, оның ішінде сансыз гендік патенттер, бұрын геномика туралы заң есебінде қаралған. BRCA1 геніндегі ауытқулар бюст пен аналық без ісігінің даму қаупін арттырады. Сансыз зерттеушілер бастапқыда 1990 жылы Ғылымдағы маңызды мақалада Мэри-Клэр Кинг қатерлі ісік ауруларына осалдығымен байланыстырған BRCA1 генін клондап шығаруы керек еді.

Біз Genomics Assignment анықтамасы мен Genomics үй тапсырмасына көмек көрсету үшін тәулік бойы жұмыс жасаймыз. Біздің Genomics Online сарапшылары белгіленген мерзімде күрделі Геномикалық тапсырмалар мен үй тапсырмасына онлайн көмек ұсыну үшін онлайн режимінде қол жетімді. Геномика бойынша көмек білікті мамандарға тәулік бойы қол жетімді.


Анықтамалар

Рокас А, Эббот П: Эволюциялық түсініктер үшін геномиканы пайдалану. Трендтер Ecol Evol. 2009, 24 (4): 192-200. 10.1016/j.tree.2008.11.004.

Хадсон ME: геномдық экология және эволюциялық биология үшін серпілістерді секвенирлеу. Mol Ecol ресурсы. 2008, 8 (1): 3-17. 10.1111/j.1471-8286.2007.02019.x.

Ekblom R, Galindo J: Үлгісіз организмдердің молекулалық экологиясында келесі буынның реттілігін қолдану. Тұқымқуалаушылық.

Rasmussen DA, Noor MAF: 0,1 × геномды қамту арқылы не істей аласыз? Шыбынның геномдық зерттеуіне негізделген жағдайлық зерттеу Megaselia scalaris (Phoridae). BMC геномикасы. 2009, 10: 382-10.1186/1471-2164-10-382.

Lee RM, Thimmapuram J, Thinglum KA, Gong G, Hernandez AG, Wright CL, Kim RW, Mikel MA, Tranel PJ: Waterhep үлгісін алу (Amaranthus tuberculatus) пиросеквинг технологиясын қолданатын геном. Арамшөп ғылымы. 2009, 57 (5): 463-469. 10.1614/WS-09-021.1.

Swaminathan K, Alabady MS, Varala K, De Paoli E, Ho I, Rokhsar DS, Arumuganathan AK, Ming R, Green PJ, Meyers BC және т.б. Мискантус × гигантей Andropogoneae шөптері үшін анықтамалық геном тізбегі ретінде құмайдың пайдалылығын көрсетеді. Геном Биол. 2010, 11 (2): R12-10.1186/gb-2010-11-2-r12.

Хрибова Е, Нейман П, Мацумото Т, Ру Н, Макас Дж, Долезел Дж: бананның қайталанатын бөлігі (Musa acuminata) тереңдігі 454 секвенирлеу арқылы зерттелген геном. BMC Plant Biol. 2010, 10: 204-10.1186/1471-2229-10-204.

Macas J, Neumann P, Navratilova A: Бұршақта қайталанатын ДНҚ (Pisum sativum L.) геномы: 454 реттілігін қолданып жан -жақты сипаттама және соя мен Medicago truncatula. BMC геномикасы. 2007, 8: 427-10.1186/1471-2164-8-427.

Webb KM, Rosenthal BM: Келесі ұрпақ секвенциясы Трихинелла Муррелли митохондриялық геном оның адам трихинеллезінің негізгі агентінен айырмашылығын жан -жақты салыстыруға мүмкіндік береді. Trichinella spiralis. Инфекциялық Genet Evol. 2011, 11 (1): 116-123. 10.1016/j.meegid.2010.10.001.

Willerslev E, Gilbert MT, Binladen J, Ho S, Campos P, Ratan A, Tomsho L, da Fonseca R, Sher A, Kuznetsova T және т.б. BMC Evol Biol. 2009, 9 (1): 95.-10.1186/1471-2148-9-95.

Демпевольф Н, Кейн НК, Остевик КЛ, Гелета М, Баркер МС, Лай З, Стюарт М.Л., Бекеле Е, Энгельс JMM, Cronk QCB және т.б.: Геномдық құралдар мен ресурстарды құру Guizotia abyssinica (L.f.) Касс.-өрнектелген дәйектілік тегтерінің кітапханасын, микроспутниктік локустарды және оның хлоропласт геномының реттілігін әзірлеу. Mol Ecol ресурсы. 2010, 10 (6): 1048-1058. 10.1111/j.1755-0998.2010.02859.x.

Мейерс С, Листон А: жабайы туыстарының геномын сипаттау Limnanthes alba (Meadowfoam) жаппай параллельді реттілік арқылы. Acta Horticulturae. 2010, 859: 309-314.

Nock CJ, Waters DL, Edwards MA, Bowen SG, Rice N, Cordeiro GM, Henry RJ: Өсімдікті сәйкестендіру үшін жалпы ДНҚ -дан алынған хлоропласттың геномдық тізбегі. Зауыт Биотехнол Дж. 2011, 9: 328-333. 10.1111/j.1467-7652.2010.00558.x.

Givnish TJ, Ames M, McNeal JR, McKain MR, Steele PR, dePamphilis CW, Graham SW, Pires JC, Stevenson DW, Zomlefer WB және т. Мо Бот Гард. 2010, 97 (4): 584-616. 10.3417/2010023.

Castoe TA, Poole AW, Gu WJ, de Koning APJ, Daza JM, Smith EN, Pollock DD: Мыңдаған мыстан жасалған жыландарды жылдам анықтау (Agkistrodon консорциумы) 454 шолақ мылтық геномының қарапайым көлемдерінен микросателлиттік локустар. Mol Ecol ресурсы. 2010, 10 (2): 341-347. 10.1111/j.1755-0998.2009.02750.x.

Абделькрим Дж., Робертсон Б.Қ., Стэнтон Джал, Джеммелл Н.Дж: геномдық реттілік арқылы түрге тән микроспутниктік маркерлердің жылдам, үнемді дамуы. Биотехника. 2009, 46 (3): 185-192. 10.2144/000113084.

Mur MJ, Soltis PS, Bell CD, Burleigh JG, Soltis DE: 83 пластидті гендердің филогенетикалық талдауы эвдикоттардың ерте диверсификациясын одан әрі шешеді. Proc Natl Acad Sci АҚШ. 2010 ж., 107 (10): 4623-4628. 10.1073/pnas.0907801107.

Bai X, Zhang W, Orantes L, Jun T-H, Mittapalli O, Mian MAR, Michel AP: Инвазивті тли түрінен молекулалық ресурстарды жылдам дамыту үшін келесі ұрпақ секвенирлеу стратегияларын біріктіру, Афис глициндері. PLoS ONE. 2010, 5 (6): e11370.-

Rasmann S, Agrawal AA, Cook SC, Erwin AC: Карденолидтер, индукцияланған реакциялар және сүтті арамшөптердің жер үстіндегі және жер асты шөпқоректілері арасындағы өзара әрекеттесулер (Асклепия spp.). Экология. 2009, 90 (9): 2393-2404. 10.1890/08-1895.1.

Broyles SB: Гендік ағынға гибридті көпірлер: сүт арамшөптеріндегі жағдайлық зерттеу (Асклепия). Эволюция. 2002, 56 (10): 1943-1953 жж.

Wyatt R, Broyles SB: Экология және сүтті шөптердегі көбею эволюциясы. Annu Rev Ecol Syst. 1994, 25: 423-441. 10.1146/annurev.es.25.110194.002231.

Fishbein M, Venable DL: Соцветия дизайнының эволюциясы: теория және деректер. Эволюция. 1996, 50 (6): 2165-2177. 10.2307/2410688.

Agrawal AA, Fishbein M: Филогенетикалық эскалация және өсімдіктерді қорғау стратегиясының төмендеуі. Proc Natl Acad Sci АҚШ. 2008, 105 (29): 10057-10060. 10.1073/pnas.0802368105.

Agrawal AA, Fishbein M: Өсімдіктерді қорғау синдромдары. Экология. 2006, 87 (7): S132-S149. 10.1890/0012-9658(2006)87[132:PDS]2.0.CO2.

Малколм С.Б.: Өсімдіктер мен шөпқоректілер арасындағы карденолид арқылы әрекеттесу. Шөпқоректілер: олардың екіншілік өсімдік метаболиттерімен әрекеттесуі I том: Химиялық қатысушылар. Өңдеген: Розенталь Г.А., Беренбаум М.Р. 1991, Сан-Диего: Академиялық баспалар, 251-296. 2

Murata J, Bienzle D, Brandle JE, Sensen CW, De Luca V: Мадагаскар перивинкінің көрсетілген реттілік тегтері (Catharanthus roseus). FEBS Lett. 2006, 580 (18): 4501-4507. 10.1016/j.febslet.2006.07.020.

Murata J, Roepke J, Gordon H, De Luca V: жапырақ эпидермомасы Catharanthus roseus оның биохимиялық мамандануын ашады. Өсімдік жасушасы. 2008, 20 (3): 524-542. 10.1105/tpc.107.056630.

Шукла АК, Шасани АК, Гупта М.М., Хануджа SPS: Транскриптомдық талдау Catharanthus roseus жапырақтары мен тамырлары салыстырмалы терпеноидты индол алкалоид профиліне арналған. J Exp Bot. 2006, 57 (14): 3921-3932. 10.1093/jxb/erl146.

Абжанов А, Extavour CG, Groover A, Hodges SA, Hoekstra HE, Kramer EM, Monteiro A: Біз әлі бармыз ба? Жаңа модельдік жүйелердің дамуын қадағалау. Генеттегі тенденциялар. 2008, 24 (7): 353-360. 10.1016/j.tig.2008.04.002.

Долезел Дж, Бартос Дж, Воглмайр Х, Грейлхубер Дж: Ядролық ДНҚ мазмұны және форель мен адамның геномының мөлшері. Cytom Part A. 2003, 51A (2): 127-128. 10.1002/цито.а.10013.

Solexa, Inc: Solexa технологиясын қолдана отырып, бүкіл геномдық жүйелілік протоколы. BioTechniques Protocol Guide 2007. 2006, Нью-Йорк: BioTechniques, 291-

Ратан А: Келесі буын дәйектілік мәліметтерінің жинақтау алгоритмдері. кандидаттық диссертация. 2009, Пенсильвания мемлекеттік университеті, информатика және инженерия

Delcher AL, Phillippy A, Carlton J, Salzberg SL: Геномды кең ауқымды туралау мен салыстырудың жылдам алгоритмдері. Нуклеин қышқылдары Res. 2002, 30 (11): 2478-2483. 10.1093/нар/30.11.2478.

Kurtz S, Phillippy A, Delcher AL, Smoot M, Shumway M, Antonescu C, Salzberg SL: Үлкен геномдарды салыстыруға арналған әмбебап және ашық бағдарламалық қамтамасыз ету. Геном Биол. 2004, 5 (2): R12.-

Овчаренко I, Loots GG, Giardine BM, Hou MM, Ma J, Hardison RC, Stubbs L, Miller W: Mulan: Функция мен эволюцияны зерттеу үшін көп ретті жергілікті теңестіру және визуализация. Genome Res. 2005, 15 (1): 184-194. 10.1101/гр.3007205.

Katoh K, Kuma K, Toh H, Miyata T: MAFFT 5 нұсқасы: бірнеше тізбекті туралау дәлдігін жақсарту. Нуклеин қышқылдары Res. 2005, 33 (2): 511-518. 10.1093/nar/gki198.

Wyman SK, Jansen RK, Boore JL: DOGMA көмегімен органеллярлық геномдардың автоматты аннотациясы. Биоинформатика. 2004, 20 (17): 3252-3255. 10.1093/биоинформатика/bth352.

Милне I, Байер М, Кардл Л, Шоу П, Стивен Г, Райт Ф, Маршалл Д: Планшет-келесі буын тізбегінің құрастыру визуализациясы. Биоинформатика. 2010, 26 (3): 401-402. 10.1093/биоинформатика/btp666.

Zerbino D, Birney E: Velvet: алгоритмдер жаңа де Брюйн графиктерінің көмегімен қысқа оқу. Genome Res. 2008, 18: 821-829. 10.1101/гр.074492.107.

Hall TA: BioEdit: Windows 95/98/NT жүйесіне арналған пайдаланушыға ыңғайлы биологиялық тізбекті туралау редакторы және талдау бағдарламасы. Nucl Acids Symp Ser. 1999, 41: 95-98.

Conant GC, Wolfe KH: GenomeVx: өңделетін дөңгелек хромосома карталарының қарапайым веб-негізінде жасау. Биоинформатика. 2008, 24 (6): 861-862. 10.1093/биоинформатика/btm598.

Sugiyama Y, Watase Y, Nagase M, Makita N, Yagura S, Hirai A, Sugiura M: Темекі митохондриялық геномының толық нуклеотидтік реттілігі мен көпжақты ұйымы: жоғары сатыдағы өсімдіктердегі митохондриялық геномдардың салыстырмалы талдауы. Mol Genet Genomics. 2005, 272 (6): 603-615. 10.1007/s00438-004-1075-8.

Alverson AJ, Wei XX, Rice DW, Stern DB, Barry K, Palmer JD: Митохондриялық геном мөлшерінің эволюциясы туралы түсініктер Citrullus lanatus және Cucurbita pepo (Cucurbitaceae). Mol Biol Evol. 2010, 27 (6): 1436-1448. 10.1093/molbev/msq029.

Kent WJ: BLAT - BLAST тәрізді туралау құралы. Genome Res. 2002, 12 (4): 656-664.

Li H, Durbin R: Burrows-Wheeler түрлендіруімен жылдам және дәл қысқа оқу. Биоинформатика. 2009, 25 (14): 1754-1760. 10.1093/биоинформатика/btp324.

Nguyen P, Ma J, Pei D, Obert C, Cheng C, Geiger T: T-жасушалық рецепторлардың репертуарының жоғары өткізу қабілеттілігін секвенирлеу кезінде енгізілген қателерді анықтау. BMC геномикасы. 2011, 12 (1): 106.-10.1186/1471-2164-12-106.

Cantarel BL, Korf I, Robb SMC, Parra G, Ross E, Moore B, Holt C, Alvarado AS, Yandell M: MAKER: Жаңадан пайда болатын организм геномдарына арналған аннотация құбыры. Genome Res. 2008, 18 (1): 188-196.

Smit A, Hubley R, Green P: RepeatMasker Open-3.0. [http://www.repeatmasker.org]

Юрка Дж, Капитонов В.В., Павлицек А, Клоновски П, Кохани О, Валичевич J: Репазалық жаңарту, эукариотты қайталанатын элементтердің мәліметтер базасы. Cytogenet Genome Res. 2005, 110 (1-4): 462-467. 10.1159/000084979.

You FM, Huo NX, Gu YQ, Luo MC, Ma YQ, Hane D, Lazo GR, Dvorak J, Anderson OD: BatchPrimer3: ПТР және секвенирлеу праймер дизайнына арналған жоғары өткізу қабілеттілігі бар веб-қосымша. BMC биоинформатикасы. 2008, 9: 253-10.1186/1471-2105-9-253.

He J, Dai XB, Zhao XC: PLAN: жоғары өткізу қабілетті BLAST іздеулерін автоматтандыруға, нәтижелерді басқаруға және табуға арналған веб-платформа. BMC биоинформатика. 2007, 8: 53-10.1186/1471-2105-8-53.

Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang JH, Zhang Z, Miller W, Lipman DJ: Gapped BLAST және PSI-BLAST: ақуыздар базасын іздеудің жаңа буыны. Нуклеин қышқылдары Res. 1997, 25 (17): 3389-3402. 10.1093/нар/25.17.3389.

Wu F, Mueller LA, Crouzillat D, Petiard V, Tanksley SD: Салыстырмалы, эволюциялық және жүйелі зерттеулерге арналған бір көшірмелі ортологиялық гендердің (COSII) үлкен жиынтығын анықтау үшін биоинформатика мен филогенетиканы біріктіру: эуастеридтер кладындағы сынақ жағдайы. Генетика. 2006, 174 (3): 1407-1420. 10.1534/генетика.106.062455.

Livshultz T, Middleton DJ, Endress ME, Williams JK: Apocynoideae филогенезі және APSA кладасы (Apocynaceae s.l.). Анн Мо Бот Гард. 2007, 94 (2): 324-359. 10.3417/0026-6493 (2007) 94 [324: POAATA] 2.0.CO2.

Ангиоспермнің ДНҚ C-құндылықтар базасы (6.0 шығарылым, 2005 ж. Қазан). [http://www.kew.org/cvalues]

Meve U: Asclepiad таксономиясындағы түрлердің саны мен прогресі. Кью Булл. 2002, 57 (2): 459-464. 10.2307/4111126.

Рави V, Khurana JP, Tyagi AK, Khurana P: хлоропласт геномдары туралы жаңарту. Өсімдік жүйесінің эволюциясы. 2008 ж., 271 (1-2): 101-122. 10.1007/s00606-007-0608-0.

Самсон Н, Баушер М.Г., Ли С.Б., Янсен РК, Даниэлл Х: Кофенің толық нуклеотидтер тізбегі (Арабика кофесі L.) хлоропласт геномы: ангиоспермалар арасындағы биотехнология мен филогенетикалық байланыстардың ұйымдастырылуы мен салдары. Plant Biotechnol J. 2007, 5 (2): 339-353. 10.1111/j.1467-7652.2007.00245.x.

Янсен РК, Войцеховский М.Ф., Санниясы Е, Ли С.Б., Даниэлл Н: Ноқаттың толық пластидті геномдық тізбегі (Цицер ариетина) және филогенетикалық таралуы rps 12 және clp Бұршақ тұқымдастар (Leguminosae) арасында Р интрон шығыны. Мол филогенет эвол. 2008, 48 (3): 1204-1217. 10.1016/j.ympev.2008.06.013.

Ли Х.Л., Жансен РК, Чумли Т.В., Ким КДж: Хлоропласт геномындағы гендердің орын ауыстыруы Жасмин және Менодора (Oleaceae) көптеген қайталанатын инверсияларға байланысты. Mol Biol Evol. 2007, 24 (5): 1161-1180. 10.1093/мольбев/мсм036.

Guisinger MM, Chumley TW, Kuehl JV, Boore JL, Jansen RK: пластидті геномдық тізбектің салдары Тифа (Typhaceae, Poales) Поацея геномының эволюциясын түсінуге арналған. J Mol Evol. 2010, 70 (2): 149-166. 10.1007/s00239-009-9317-3.

Greiner S, Wang X, Rauwolf U, Silber MV, Mayer K, Meurer J, Haberer G, Herrmann RG. Оенотера, кіші бөлім Оенотера: I. Тізбекті бағалау және плазма эволюциясы. Нуклеин қышқылдары Res. 2008, 36 (7): 2366-2378. 10.1093/nar/gkn081.

Guisinger MM, Kuehl JV, Boore JL, Jansen RK: Geraniaceae ангиоспермі отбасындағы пластид геномдарының экстремалды қайта конфигурациясы: қайта реттеулер, қайталаулар және кодонды пайдалану. Mol Biol Evol. 2011, 28 (1): 583-600. 10.1093/мольбев/msq229.

Jansen RK, Cai Z, Raubeson LA, Daniell H, dePamphilis CW, Leebens-Mack J, Müller KF, Guisinger-Bellian M, Haberle RC, Hansen AK, т.б. геномдық масштабтағы эволюциялық заңдылықтарды анықтайды. Proc Natl Acad Sci АҚШ. 2007, 104 (49): 19369-19374. 10.1073/pnas.0709121104.

Haberle RC, Fourcade HM, Boore JL, Jansen RK: хлоропласт геномындағы кең ауқымды қайта құрулар Трахелий caeruleum қайталанулармен және тРНҚ гендерімен байланысты. J Mol Evol. 2008, 66 (4): 350-361. 10.1007/s00239-008-9086-4.

Jo Y, Park J, Kim J, Song W, Hur C-G, Lee Y-H, Kang B-C: Бұрыштың толық реттілігі мен салыстырмалы талдауы (Capsicum annuum L.) пластомада тандемді қайталаудың жоғары жиілігі және бұрыш пластомасына үлкен кірістіру/жою анықталды. Өсімдік жасушаларының өкілі 2010, 1-13.

Cai ZQ, Guisinger M, Kim HG, Ruck E, Blazier JC, McMurtry V, Kuehl JV, Boore J, Jansen RK: пластид геномының кеңінен қайта құрылуы Trifolium subterraneum (Fabaceae) көптеген қайталанатын тізбектермен және ДНҚ -ның жаңа енгізілімдерімен байланысты. J Mol Evol. 2008, 67 (6): 696-704. 10.1007/s00239-008-9180-7.

Arthofer W, Schuler S, Steiner FM, Schlick-Steiner BC: Молекулалық экологиядағы хлоропласттық ДНҚ-ға негізделген зерттеулер ядролық кодталған пластидтер тізбегімен бұзылуы мүмкін. Mol Ecol. 2010, 19 (18): 3853-3856. 10.1111/j.1365-294X.2010.04787.x.

Parks M, Cronn R, Liston A: Хлоропласт геномдарының жаппай параллель секвенирлеуін қолдана отырып, төмен таксономиялық деңгейде филогенетикалық рұқсатты арттыру. BMC биологиясы. 2009, 7: 84-10.1186/1741-7007-7-84.

Нойбиг К, Уиттен В, Карлсвард Б, Бланко М, Эндара Л, Уильямс Н, Мур М: филогенетикалық пайдалылық ycf1 орхидеяларда: пластидтік генге қарағанда айнымалы матК. Зауыт Syst Evol. 2009, 277 (1): 75-84. 10.1007/s00606-008-0105-0.

Курода Н, Малига П: Пластидті clpP1 протеаза гені өсімдік дамуы үшін өте маңызды. Табиғат. 2003 ж., 425 (6953): 86-89. 10.1038/natural01909.

Drescher A, Ruf S, Calsa T, Carrer H, Bock R: Жоғары өсімдіктердің екі үлкен хлоропласт геномымен кодталған ашық оқу фреймдері-маңызды гендер. Зауыт J. 2000, 22 (2): 97-104. 10.1046/j.1365-313x.2000.00722.x.

Kode V, Mudd EA, Iamtham S, A күні: Темекі пластидтері accD ген маңызды және жапырақтың дамуы үшін қажет. Зауыт J. 2005, 44 (2): 237-244. 10.1111/j.1365-313X.2005.02533.x.

Кониши Т, Шинохара К, Ямада К, Сасаки Ю: Жоғары өсімдіктердегі ацетил-КоА карбоксилаза: Gramineae-ден басқа өсімдіктердің көпшілігінде бұл ферменттің прокариоттық және эукариоттық формалары бар. Өсімдік жасушаларының физиологиясы. 1996, 37 (2): 117-122.

Gornicki P, Faris J, King I, Podkowinski J, Gill B, Haselkorn R: Нан бидайының пластид-локализацияланған ацетил-КоА карбоксилазасы ата-бабадан қалған үш хромосома жиынтығының әрқайсысында бір генмен кодталған. Proc Natl Acad Sci АҚШ. 1997, 94 (25): 14179-14184. 10.1073/pnas.94.25.14179.

Кубо Т, Миками Т: ангиосперм митохондриялық геномының ұйымдастырылуы және өзгеруі. Физиол зауыты. 2007, 129 (1): 6-13. 10.1111/j.1399-3054.2006.00768.x.

Knoop V: Жердегі өсімдіктердің митохондриялық ДНҚ: филогенетикалық перспективадағы ерекшеліктері. Curr Genet. 2004, 46 (3): 123-139.

Санчес-Пуэрта М.В., Чо Ю, Моуэр Дж.П., Альверсон А.Дж., Палмер Дж.Д.: Жиі, филогенетикалық жергілікті көлденең көшіру. cox1 гүлді өсімдік митохондриясындағы І топ интрон. Mol Biol Evol. 2008, 25 (8): 1762-1777. 10.1093/molbev/msn129.

Кусимано Н, Чжан Л-Б, Реннер SS: қайта бағалау cox1 Araceae және ангиоспермдегі I топ интроны көлденең емес, жоғалту басым болған тарихты көрсетеді. Mol Biol Evol. 2008, 25 (2): 265-276. 10.1093/молбев/мсм241.

Bennetzen JL: Ретроэлементтердің өсімдік геномының ұйымдастырылуына, қызметі мен эволюциясына қосқан үлесі. Микробиол трендтері. 1996, 4 (9): 347-353. 10.1016/0966-842X(96)10042-1.

Кумар А, Беннетцен Д.Л.: Өсімдік ретротранспозондары. Анну Рев Генет. 1999, 33: 479-532. 10.1146/annurev.genet.33.1.479.

Витте С, Беннетцен Дж.Л.: ретротранспозонның құрылымдық әртүрлілігін талдау ангиосперм геномының эволюциясындағы қасиеттер мен бейімділіктерді ашады. Proc Natl Acad Sci. 2006 ж., 103 (47): 17638-17643. 10.1073/пнас.0605618103.

Vitte C, Panaud O: LTR ретротранспозоны және гүлді өсімдік геномының мөлшері: өсу/кему моделінің пайда болуы. Cytogenet Genome Res. 2005, 110 (1-4): 91-107. 10.1159/000084941.

Cavagnaro P, Chung S-M, Szklarczyk M, Grzebelus D, Senalik D, Atkins A, Simon P: Терең жабылған сәбіздің сипаттамасы (Daucus carota L.) BAC кітапханасы және BAC-соңындағы тізбектердің бастапқы талдауы. Мол генетикалық геномикасы. 2009, 281 (3): 273-288. 10.1007/s00438-008-0411-9.

Каваллини А, Натали Л, Цуколо А, Джордани Т, Джурман I, Феррилло В, Витаколонна Н, Сарри В, Каттонаро Ф, Цеккерелли М, т.б.: Транспозондарды талдау және күнбағыстың қайталанатын құрамы (Helianthus annuus L.) геном. Теор Appl Genet. 2010, 120 (3): 491-508. 10.1007/s00122-009-1170-7.

Datema E, Mueller L, Buels R, Giovannoni J, Visser R, Stiekema W, van Ham R: Қызанақ пен картоптың BAC соңғы тізбектік талдауы картоптағы белгілі бір гендік отбасылардың шамадан тыс ұсынылуын көрсетеді. BMC Plant Biol. 2008, 8 (1): 34.-10.1186/1471-2229-8-34.

Уайтфорд Н, Хаслам Н, Вебер Г, Пругел-Беннетт А, Эссекс Дж, Роуч П, Брэдли М, Нейлон С: қысқаша оқу реттілігінің орындылығын талдау. Nucl Acids Res. 2005, 33 (19): e171.-

Роджерс С.О., Бендич А.Дж: өсімдіктердегі рибосомалық -РНҚ гендері - Көшірме саны мен гендер аралық бөлгіштегі өзгергіштік. Өсімдік моль биол. 1987, 9 (5): 509-520. 10.1007/BF00015882.

Sastri DC, Hilu K, Appels R, Lagudah ES, Playford J, Baum BR: Өсімдік 5S ДНҚ эволюциясына шолу. Зауыт Syst Evol. 1992, 183 (3): 169-181. 10.1007/BF00940801.

Hillis DM, Dixon MT: Рибосомалық ДНҚ: Молекулярлық эволюция және филогенетикалық қорытынды. Q Rev Biol. 1991, 66 (4): 411-453. 10.1086/417338.

Волков Р, Костишин С., Эрендорфер Е, Швейцер Д: екі диплоидты туыстарында сыртқы транскрипцияланған рДНҚ аралық аймағының молекулалық ұйымы мен эволюциясы Nicotiana tabacum (Solanaceae). Зауыт Syst Evol. 1996, 201 (1-4): 117-129. 10.1007/BF00989055.

Борисюк Н.В., Давидюк Ю.М., Костишин С.С., Мирошниченко Г.П., Веласко Р, Хемлебен В, Волков Р.А.: Тұқымдағы рДНҚ-ның құрылымдық талдауы Никотиана. Өсімдік моль биол. 1997, 35 (5): 655-660. 10.1023/А:1005856618898.

Bena G, Jubier M-F, Olivieri I, Lejeune B: Рибосомалық сыртқы және ішкі транскрипцияланған аралықтар: филогенетикалық талдауда біріктірілген қолдану Медикаго (Leguminosae). J Mol Evol. 1998, 46 (3): 299-306. 10.1007/PL00006306.

Волков Р.А., Комарова Н.Я., Панчук II, Хемлебен V: РДНҚ -ның сыртқы транскрипцияланған аралық және молекулалық эволюциясы секта филогенезі. Петота (тұқым Соланум). Мол филогенет эвол. 2003, 29 (2): 187-202. 10.1016/S1055-7903(03)00092-7.

Магжини Ф, Гелати МТ, Сполверини М, Фредани М: рДНҚ-ның аралық аралық аймағы Olea europaea L. ағаштың гендік геномы. 2008, 4 (2): 293-298. 10.1007/s11295-007-0109-x.

Cronn RC, Zhao XP, Paterson AH, Wendel JF: Полиморфизм және қайталанатын гендер тобындағы келісілген эволюция: диплоидты және аллополиплоидты мақтадағы 5S рибосомалық ДНҚ. J Mol Evol. 1996, 42 (6): 685-705. 10.1007/BF02338802.

Фудзивара М, Инафуку Дж, Такеда А, Ватанабе А, Фудзивара А, Кохно С, Кубота С: ащы жануарлардағы (Cyprinidae) 5S рДНҚ молекулалық ұйымы. Genetica. 2009, 135 (3): 355-365. 10.1007/s10709-008-9294-2.

Саини А, Джавали Н: 5S рДНҚ аймағының молекулалық эволюциясы Вигна кіші тұқым Цератотропты және оның филогенетикалық әсері. Зауыт Syst Evol. 2009, 280 (3-4): 187-206. 10.1007/s00606-009-0178-4.

DE кезеңі, Эйкбуш TH: 12 рРНҚ генінің локустарындағы реттілік вариациясы Дрозофила түрлер. Genome Res. 2007, 17 (12): 000.-

Ganley ARD, Kobayashi T: Рибосомалық ДНҚ-да жоғары тиімді үйлесімді эволюция: толық геномдық мылтықтар тізбегінің деректерімен анықталған рДНҚ-ның жалпы қайталануы. Genome Res. 2007, 17 (2): 184-191. 10.1101/гр.5457707.

Колоша В.О., Фодор I: нуклеотидтер тізбегі Цитрустық лимон 26S рибосомалық-РНҚ гені және оның РНҚ-ның екіншілік құрылым моделі. Өсімдік моль биол. 1990, 14 (2): 147-161. 10.1007/BF00018556.

Ней М, Руни AP: Көп генді отбасылардың келісілген және туу-өлім эволюциясы*. Анну Рев Генет. 2005, 39 (1): 121-152. 10.1146/annurev.genet.39.073003.112240.

Бакстер I, Tchieu J, Sussman MR, Boutry M, Palmgren MG, Gribskov M, Harper JF, Axelsen KB: P-Type ATPase иондық сорғыларды геномдық салыстыру Арабидопсис және Райс. Өсімдіктер физиолы. 2003, 132 (2): 618-628. 10.1104/б.103.021923.

Thomson RC, Wang IJ, Johnson JR: Экологияға, эволюцияға және сақтауға арналған ДНҚ маркерлерінің геномдық мүмкіндіктері. Mol Ecol. 2010, 19 (11): 2184-2195. 10.1111/j.1365-294X.2010.04650.x.


Автор туралы мәліметтер

Аффилиирлену

Копенгаген университетінің денсаулық және медицина ғылымдары факультеті, ірі жануарлар ғылымдары бөлімі, Греннегардсвей 7, 1870, Фредериксберг С, Дания

Prashanth Suravajhala, Lisette J. A. Kogelman & amp Haja N. Kadarmideen

Сіз бұл авторды PubMed Google Scholar -де іздей аласыз

Сіз бұл авторды PubMed Google Scholar -де іздей аласыз

Сіз бұл авторды PubMed Google Scholar -де іздей аласыз

Сәйкес автор


Фон

Ішек бағаналы жасушалардан (ХҚҚ) алынған және ХҚҚ, Панет жасушалары (ДК), энтероэндокринді жасушалар (ЕЭК), бокал жасушалары мен сіңіргіш энтероциттерден тұратын ішек органоидтары ішек биологиясын зерттеуде баға жетпес болды [1]. Параллельді біржасушалы РНҚ-тізбектеудің (scRNA-seq) [2] соңғы жетістіктері тіндердің гетерогенділігі туралы кең түсінік бере отырып, тышқанның жіңішке ішек эпителийі [3] мен ішек органоидтарының [4] жасуша түрлері мен күйлерін каталогтауға мүмкіндік берді. , әсіресе сирек кездесетін секреторлы жасушалар популяцияларының ішкі жиынында. Алайда, in vitro ішек органоидты жағдайының in vivo жасуша түрлерін қалай қайталайтынын ресми салыстырулар болған жоқ. Толық жасушалық атластар генерациясы бір клеткалық ажыратымдылықта адамдардағы тіндерді, ағзаларды модельдеуді және туынды органоидтарды картаға түсірудегі жаһандық күш-жігердің негізгі бағытына айналғанымен [5], жасуша түрлерінің негізгі түсініктерін функционалды түрде қалай зерттеу керек. vivo, немесе одан да қарапайым түрде осы күйлердің бар модельдік жүйелерде жоғары дәлдікпен ұсынылуын растау үшін қалады [6, 7].

Ішек органоидтары - эпителийдің арнайы жасушаларын зерттейтін мәжбүрлі жүйе. Олар өздігінен ұйымдастырылатын, діңгекті жасушалардан алынған құрылымдар, олар белгілі бір дәрежеде өзінің in vivo аналогына ұқсайды, тез өседі және көптеген биохимиялық және генетикалық бұзылуларға бейім [8]. Жақында жүргізілген жұмыстар муковисцидоздың фенотиптері және қатерлі ісікпен байланысты мутация белгілерін зерттеу сияқты оңай байқалатын және оңай таңдалатын көлемді фенотиптерді бағалауда органоидтардың пайдалылығын көрсетті [9, 10]. Дегенмен, полигенді қабыну ауруы сияқты күрделі ауруларды зерттеу үшін органоидты модельдерді қолдану шектеулі болды. Мұндай жағдайларда, ішектің қабыну ауруларында (ИБА) болатын нәзік фенотиптер, егер органикалық модельде in vivo жағдайында бастапқы жасушалық күй нақты көрсетілмесе, көрінбеуі мүмкін. Бұл мәселе, әсіресе геномды ассоциациялау зерттеулері (GWAS) арқылы анықталған локустарды in vivo жануарлар модельдерін қолдану арқылы тиімді тексеру қиынға соқты.

Мысалы, ДК дисфункциясы Крон ауруына жатады, әдетте IBD -тің кіші ішекті зақымдайды [12]. Жұқа ішек крипттерінің LGR5 + ISC-мен бірге ұзақ өмір сүретін дербес компьютерлер [13] WNt және Notch сигналдық лигандтарын WNT3 және DLL4 шығаратын ISC тауашасына қызмет көрсетуге қолдау көрсетеді [14] және ішек микрофлорасының күшті модуляторлары болып табылады. лизоцим (LYZ), фосфолипаза А2 тобы 1В (PLA2G1B), ангиогенин рибонуклеаза 5 отбасы мүшесі (ANG5) және альфа-дефензиндер (ДЕФА), соның ішінде көптеген микробқа қарсы заттардың бөлінуі [15]. Көп аллельді нұсқалары NOD2, ATG16L1, және XBP1, Ілеальды Крон ауруымен байланысты [16,17,18,19] және жануарлардың үлгілерінде анықталған PC фенотиптері, соның ішінде DEFA экспрессиясының төмендеуі [20], аутофагияның, түйіршіктердің түзілуі мен секрециясының ақаулары [19, 21 ], және компенсацияланбаған ER кернеуі [22]. Қазіргі уақытта in vivo модельдер ДК биологиясын зерттеуге арналған ең физиологиялық репрезентативті жүйені ұсынса да, олар табиғаты бойынша күрделі және нашар масштабталған, бұл аурудың молекулалық механизмдері мен масштабталатын емдік скринингтің әлеуетін зерттеуге кедергі келтіреді. Жақында кәдімгі ішек органоидтары көптеген агонистерге жауап ретінде ДК дегрануляциясының динамикасын сипаттау үшін [23] және ішек патогендерінің ДК басылуын бағалау үшін пайдаланылды [24]. Бұл органоидты зерттеулер басқа in vitro жүйелерге қарағанда көбірек өкілді болғанымен, бұл гетерогенді жүйенің физиологиялық сенімділігі туралы сұрақ жауапсыз қалады, әсіресе кәдімгі органоидтарды алу уақыт шкаласы әдетте бір аптадан аз, ал in vivo ДК өмір сүру ұзақтығы. бірнеше аптаға созылады.

Ішек органоидтеріндегі арнайы жасуша түрлерінің көрінісін жақсарту үшін зерттеушілер бірнеше байытылған немесе мамандандырылған үлгілерді алу үшін ISC-ден бастап жасушалық инженерия әдістерін қолданды. Бұған ішек иондарының тасымалдануы жақсартылған энтероциттер [25], секрецияға қабілетті эпителиальды бір қабатты қабаттар және IgA трансцитозы [26] және сирек кездесетін секреторлы ЭЭК популяциясы үшін байытылған органоидтар кіреді [27]. Алайда, әрбір жағдайда, ішек органоидтарының немесе одан әрі мамандандырылған туындылардың, vivo жасуша типтері мен күйлерінде анықталатын рекапитуляция дәрежесін әлемдік салыстыру болған жоқ. In vivo тіндік карталардың генерациясынан тыс механикалық түсініктерге көшу, әсіресе аурулар жағдайында, мұндай зерттеулер үшін қолданылатын in vitro органоидты модельдердің бір маркерлі гендерден тыс анықталған жасуша типтері мен күйлерін білдіретінін түсінуді қажет етеді.

Мұнда біз тышқанның аш ішек эпителийі мен in vitro шартты ішек органоидтарының in vivo жасушалық күйлері арасындағы жаһандық салыстыруды қамтамасыз етеміз және жоғары жасуша түзілуін қамтамасыз ету үшін бағаналы жасушадан алынған жасушалық күйлердің физиологиялық көрінісін жақсарту үшін жүйелі жұмыс процесін құрамыз. -in vitro модельдерінің сенімділігі. ДК-ны сынақ жағдайы ретінде қабылдай отырып, біз кәдімгі органоидты модельді in vivo аналогымен салыстыру және in vitro және in vitro арасындағы даму жолындағы сигнализациядағы айырмашылықтарды анықтау үшін жаппай параллельді бір жасушалы транскриптомияны (scRNA-seq Seq-Well) [28] қолданамыз. vivo жасуша күйлері. Біржасушалы транскриптомдық тәсілдер бұл зерттеуді жүргізуде маңызды болды, өйткені эпителий жасушаларының типтері берік беттік маркерлер мен дифференциация күйлерінің спектрінің болмауына байланысты флуоресценцияланған жасушаларды сұрыптау (FACS) арқылы сенімді және перспективалы түрде оқшаулау қиын. Бұл профиль діңгекті жасушаларды дифференциациялау кезінде сигнал беру жолдарының белсенділігін ұсақ молекулалық химиялық индукция әдісімен ұтымды түрде арттыруға бағыттайды. Лиз гендердің экспрессиясы [29]. Біз in vivo ДК жақсартылған in vitro физиологиялық мимикасын жасау арқылы өз көзқарасымызды растаймыз және in vivo ДК белгілі қолтаңбаларына негізделген морфологиялық, протеомдық, транскриптомиялық және функционалдық талдаулар арқылы алынған жасуша күйінің егжей-тегжейлі сипаттамасын береміз. Сонымен қатар, біз анықтау үшін кеңейтілген модельді және оның транскриптомиялық және протеомдық сипаттамасынан алынған нәтижелерді пайдаланамыз. Nupr1 ДК-нің өмір сүруін жеңілдететін потенциалды стресс-жауап факторы ретінде гендік функцияны неғұрлым өкілді жасуша түрі ішінде in vitro зерттеудің жақсартылған қабілетін көрсетеді.


10x Genomics жаңа визиумды талдау арқылы FFPE тіндеріндегі транскриптомдық анализді ашады.

2021 жылдың 10 маусымы 08:00 ET | Дереккөз: 10x Genomics, Inc. 10x Genomics, Inc.

Pleasanton, Калифорния, Америка Құрама Штаттары

ПЛИСАНТОН, Калифорния, 10 маусым, 2021 жыл (GLOBE NEWSWIRE) - 10x геномика, Inc. (Nasdaq: TXG) бүгін өзінің жаңа Visium Spatial Gene Expression for FFPE (формалинмен бекітілген және парафинмен ендірілген) талдауын жіберетінін жариялады. Ұсыныс зерттеушілерге FFPE үлгілерінде шынайы бейтарап табуға мүмкіндік беретін тіндердің барлық транскриптомына қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Өнім FFPE тінінің блоктарының тұтастай транскриптомдық кеңістіктік профилін жасау үшін тұтынушылардың сұранысын қанағаттандырады, әсіресе трансляциялық зерттеулер саласында. FFPE өңдеу нуклеин қышқылдарына, мысалы, РНҚ-ға елеулі зақым келтіруі мүмкін, бұл транскриптомиялық талдауларды орындауды қиындатады. Бұл мәселені шешу үшін 10x Genomics компаниясы жаңа мұздатылған үлгілер сияқты жоғары сезімталдығы мен кеңістіктік ажыратымдылығы бар FFPE тіндеріне қолданылатын Visium үшін жаңа химияны жасады. Нәтиже - бұл клиникалық зерттеулердегі жаңалықтарды ілгерілете отырып, гистологиялық әдістердің артықшылықтарын массивтік өткізу қабілеттілігімен және келесі буын тізбегінің ашылу күшімен біріктіретін өнім.

Оңтүстік Калифорния университетінің Кек медицина мектебін, UPMC Hillman қатерлі ісік орталығы мен Еуропадағы Wellcome Sanger институтын қоса алғанда, институттардың зерттеушілері иммуно-онкология мен даму неврологиясы бойынша зерттеулері үшін FFPE үшін Visium бағалап жатыр.

«Бұл биология ғасыры, және біз 10x-те біз адам денсаулығын бұрын-соңды болмаған қарқынмен жақсартатын биологияны меңгеруді жеделдететін құралдарды әзірлеуді жалғастырамыз»,-деді Бен Хиндсон, 10x Genomics негізін қалаушы және бас ғылыми қызметкер. «Біздің FFPE үшін жаңа Visium кеңістіктік гендік экспрессиясы - бұл ғалымдарға биологиялық процестер мен ауруларды жақсы түсінуге көмектесетін керемет технология».

«Мұрағаттық тіндердің бөлімдерінде кеңістіктік тұтас транскриптомды секвенирлеуге мүмкіндік беретін құралдың болуы ойынды өзгертеді», - деді доктор Джон Карптен, профессор және Оңтүстік Калифорния университетіндегі Кек медицина мектебінің трансляциялық геномика кафедрасының меңгерушісі, Лос-Анджелес. «Бұл бізге емдеу реакциясы мен нәтижелеріне байланысты үлгілердегі жасушалық күйлерді бағалауға және оны объективті түрде жасауға мүмкіндік береді. 10x Genomics ісіктердің молекулалық ерекшеліктерін бүкіл транскриптом деңгейінде және кеңістіктік ажыратымдылықта зерттеу үшін коммерциялық деңгейдегі инновациялық технологияларды ұсынуда керемет серіктес болды ».

FFPE үлгілеріне толық транскриптомдық талдаудың кеңеюі қатерлі ісіктен нейродегенеративті аурулардан қабыну жағдайына дейінгі аурулардың барлық аймақтарында биобанктелген үлгілерді қолдана отырып, жоғары әсер ететін зерттеулердің жаңа толқынына уәде береді.

FFPE үшін Visium кеңістіктік ген экспрессиясының негізгі ерекшеліктері:

  • Шынайы ашуға мүмкіндік беретін бейтарап толық транскриптомды талдау
  • Алдын ала анықталған ROI -мен байланысты талдау шекараларын жоятын тіндердің толық бөлімі
  • Ұлпаның түріне байланысты әр нүктеге 1 -ден 10 жасушаға дейін жоғары жасушалық ажыратымдылық
  • Транскриптомдық анализбен қапталған морфологиялық контекстке мүмкіндік беретін гистологиялық талдаулармен үйлесімділік
  • Арнайы құралдардың қажеттілігін болдырмайтын, пайдалануға дайын талдау жинағы

Visium for FFPE талдау жинағы, оның құрамында адамның FFPE ұлпасының толық бөлімдеріндегі толық транскриптомды талдауға қажетті барлық реагенттер мен шығын материалдары бар (әр жиынтықта 4 немесе 16 реакция опциялары бар) бүгін жеткізіледі және тінтуірдің транскриптомына алдын ала тапсырыс беруге болады. . FFPE үшін Visium кеңістіктік ген экспрессиясы туралы көбірек білу үшін мына сайтқа кіріңіз 10xgenomics.com/visium-ffpe

Шамамен 10 есе Genomics
10x Genomics - адам денсаулығын жақсарту үшін биологияны сұрау, түсіну және меңгеру үшін өнімдер жасайтын өмір туралы ғылым технологиясы компаниясы. Компанияның интеграцияланған шешімдеріне биологияның күрделілігіне сәйкес келетін ажыратымдылық пен масштабта биологиялық жүйелерді талдауға арналған құралдар, шығын материалдары мен бағдарламалық қамтамасыз ету кіреді. 10x Genomics өнімдерін бүкіл әлем бойынша зерттеушілер қабылдады, соның ішінде 2019 жылы ғылыми зерттеулер мен әзірлемелерге арналған жарияланымдар мен барлық 20 ірі фармацевтикалық компаниялардың табыстары бойынша Nature рейтингінде 2019 жылдың ең үздік 100 ғаламдық ғылыми -зерттеу институттарының қатарына енгізілді және оларға сілтеме жасалды. онкологиядан иммунология мен неврологияға дейінгі ашылулар бойынша 2500 -ден астам ғылыми мақалада. Компанияның патенттік портфолиосы 1100-ден астам берілген патенттер мен патенттік өтінімдерді қамтиды.

Болашаққа қатысты мәлімдемелер
Бұл пресс-релизде 1933 жылғы Бағалы қағаздар туралы заңның 27А бөлімінде және түзетулер енгізілген 1934 жылғы Бағалы қағаздарды биржалық актінің 21E бөлімінде қамтылған 1995 жылғы Жеке бағалы қағаздар бойынша сот ісін жүргізуді реформалау туралы заңның мағынасында болжамды мәлімдемелер бар. сол бөлімдер жасаған «қауіпсіз айлаққа» бағынады. Тарихи фактілердің мәлімдемелерінен басқа барлық мәлімдемелер болашаққа бағытталған мәлімдемелер болуы мүмкін. Болашаққа қатысты мәлімдемелерді әдетте «мүмкін», «мүмкін», «ерік», «керек», «күту», «жоспарлау», «болжау», «мүмкін» сияқты болашаққа қатысты терминологияны қолдану арқылы анықтауға болады. «Ниет», «мақсат», «жоба» «ойлану», «сену», «бағалау», «болжау», «потенциал» немесе «жалғастыру» немесе осы терминдердің теріс жақтары немесе олардың вариациялары немесе ұқсас терминология, бірақ бұл сөздердің болмауы мәлімдеме болашаққа қатысты емес дегенді білдірмейді. Бұл болашаққа қатысты мәлімдемелер 10x Genomics өнімінің өнімділігіне, конфигурациясына және мүмкіндіктеріне және қабылдауға қатысты мәлімдемелерді қамтиды. Бұл мәлімдемелер басшылықтың ағымдағы күтулеріне, болжамдарына, сенімдеріне, жорамалдарына және басшылыққа қолжетімді ақпаратқа негізделген және нақты нәтижелер мен нәтижелер бірқатар факторларға, соның ішінде COVID-19 пандемиясының ықтимал әсеріне байланысты осы мәлімдемелерден айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. 10x Genomics, Inc. қаржылық және операциялық нәтижелеріне әсер ететін және нақты нәтижелердің осы пресс-релизде айтылған болжамдардан айтарлықтай айырмашылығына әкелуі мүмкін басқа тәуекелдер мен белгісіздіктер «Тәуекел факторлары» жазуларында талқыланғандарды қамтиды. «Басшылықтың қаржылық жағдайы мен операциялардың нәтижелерін талқылауы мен талдауы» және басқа да құжаттарда 10x Genomics, Inc. Бағалы қағаздар мен биржалық комиссияға мезгіл -мезгіл жіберіледі. 10x Genomics, Inc. болашаққа қатысты мәлімдемелерде көрсетілген үміттер орынды деп санаса да, ол бұл үміттердің дұрыстығына кепілдік бере алмайды және болашақ нәтижелерге, белсенділік деңгейіне, өнімділік пен оқиғаларға кепілдік бере алмайды. перспективалық мәлімдемеде көрсетілген жағдайларға қол жеткізіледі немесе болады. Бұл пресс-релиздегі болашаққа қатысты мәлімдемелер 10x Genomics, Inc. қолда бар ақпаратқа негізделген, ал 10x Genomics, Inc. оның болжамындағы кез келген өзгерісті көрсету үшін ұсынылған болашаққа қатысты мәлімдемелерді жаңарту бойынша міндеттемелерден бас тартады. немесе заңда көзделген жағдайларды қоспағанда, кез келген осындай мәлімдеме негізделген оқиғалардың, жағдайлардың немесе жағдайлардың кез келген өзгеруі. Бұл болашаққа қатысты мәлімдемелерге осы пресс-релиз күнінен кейінгі кез келген күнге 10x Genomics, Inc. көзқарасын білдіретініне сенбеу керек.


Геномика мен эволюцияның өзара байланысы

Егер тіршілік бір ғана шығу тегі арқылы дамымаса, геномикаға оның күші жетіспейтін еді. Бірізділіктердің сақталуы ақуыздардың қызметін олардың реттілігінен анықтауға және ДНҚ мен РНҚ тізбегіндегі маңызды реттеуші орындарды анықтауға мүмкіндік береді. Эволюция туралы ойлау геномдық тізбектерден алатын білімді арттыратыны сияқты, геномика да эволюцияны зерттеуде төңкеріс жасайды. Бұл төңкерістің бірінші деңгейі прокариоттар ішінде көлденең гендердің ауысуы соншалықты ауқымды болғанын анықтаған дәйектілік ақпаратынан туындайды, сондықтан біз отбасылық лабиринттерді отбасылық ағаштардан айырмашылығы туралы ойлауымыз керек [22] және қайталанулар болған күтпеген жаңалық. омыртқалылардың эволюциясы кезіндегі бүкіл геномның [23]. Екіншісі ген экспрессиясы, ақуыз-белок әрекеттесуі және организмдер арасындағы генетикалық өзара әрекеттесу туралы ақпаратты салыстыру нәтижесінде туындауы мүмкін. Мұндай зерттеулер кейбір құрылымдардың ұқсас жалпы құрылымды сақтай отырып, функцияның қалай бөлінгенін көрсетеді, ал басқалары ұқсас функцияға ие болу үшін әр түрлі құрылымдардан дамыған. Мысалы, нематод геномындағы болжамды белоктардың тек 40% басқа эукариоттық ақуыздармен айқын гомологияға ие. Қалған 60% -ы нематодтарға тән пе, әлде олардың негізгі реттілігі бар, бірақ олардың функциясы біздің анықтау мүмкіндігімізден өзгеше емес пе? Үшінші және ең маңызды деңгей геномиканың зертханада және далада эволюция бойынша эксперименттерді күшейту қабілеті болады. Мысалы, берілген фенотипке іріктеудің гендік экспрессияға қалай әсер еткенін анықтауға және фенотипті шығаратын мутацияны картаға түсіру үшін тізбекті полиморфизмдерді анықтаудың геномдық әдістерін қолдануға болады.

Мұндай зерттеулер эволюциядағы негізгі мәселені түсіндіруі керек: организмдер тұрақтылықты қалай үйлестіреді, қолайлы ортада олардың фенотипіне қысқа мерзімді генетикалық өзгергіштіктің әсерін азайту қабілеті, эволюциямен, ұзақ уақыт бойы қолайсыз ортаның әсеріне жауап беру қажеттілігі. адаптивті фенотиптік өзгеріс енгізу арқылы? Ықтимал механизмдерге қоршаған орта кернеуінің мутация жылдамдығын жоғарылату қабілеті мен берілген мутацияларға байланысты фенотиптік өзгеріс (фенотиптік буферлеудің төмендеуі) [24], сондай -ақ оңтайлы ортада зиянды болатын кейбір мутациялар қиын жағдайда тиімді болу мүмкіндігі жатады. бір. Геномиканы қолдану организмдердің нақты анықталған селективті қысыммен қалай дамитынын зерттеу үшін бұл жұмбақты шешуге көмектеседі. Менің ойымша, эволюция мен функционалдық модульдер бойынша жұмыс бір -бірін ынталандырады. Эволюциялық қысымның модульдерді қалай шектейтінін түсіну бізге тарихи мүмкіндікті немесе беріктікті эволюциялық қабілеттілікпен араластыру қажеттілігін шешуге көмектесуі мүмкін, инженер белгілі бір мақсат үшін жобалай алатын жолдардың аз ғана бөлігі табиғатта неліктен кездесетінін түсіндіреді. Егер кездейсоқтықтан гөрі қажеттілік модульдердің бір-бірімен қалай жұмыс жасайтынын және өзара әрекеттесуін анықтайтын болса, эксперимент пен эволюциялық талдау геномдық деректерді биологиялық білімге айналдыру үшін қолданылатын дизайн принциптерін ашуы мүмкін.