Proiectul 1000 genomi vegetali



Toate cunoștințele pe care oamenii le-au acumulat de-a lungul secolelor despre Proiectul 1000 genomi vegetali sunt acum disponibile pe internet, iar noi le-am compilat și le-am aranjat pentru dumneavoastră în cel mai accesibil mod posibil. Dorim să puteți accesa rapid și eficient tot ceea ce doriți să știți despre Proiectul 1000 genomi vegetali, ca experiența dumneavoastră să fie plăcută și să simțiți că ați găsit cu adevărat informațiile pe care le căutați despre Proiectul 1000 genomi vegetali.

Pentru a ne atinge scopurile ne-am străduit nu numai să obținem cele mai actualizate, ușor de înțeles și veridice informații despre Proiectul 1000 genomi vegetali, dar am avut grijă ca designul, lizibilitatea, viteza de încărcare și ușurința de utilizare a paginii să fie cât mai plăcute, astfel încât să vă puteți concentra asupra esențialului, cunoscând toate datele și informațiile disponibile despre Proiectul 1000 genomi vegetali, fără să vă faceți griji pentru nimic altceva, noi ne-am ocupat deja de asta pentru dumneavoastră. Sperăm că ne-am atins scopul și că ați găsit informațiile pe care le căutați despre Proiectul 1000 genomi vegetali. Așadar, vă urăm bun venit și vă încurajăm să vă bucurați în continuare de experiența de utilizare a scientiaro.com .

Proiectul 1000 genomi de plante
Agenie de finanare
Durat 2008 - 2019
Site-ul web www .onekp .com

Iniiativa 1000 Transcriptomi de plante (1KP) a fost un efort internaional de cercetare pentru a stabili cel mai detaliat catalog de variaii genetice la plante. A fost anunat în 2008 i condus de Dr. Gane Ka-Shu Wong i Dr. Michael Deyholos de la Universitatea din Alberta . Proiectul a secveniat cu succes transcriptomii (gene exprimate) a 1000 de specii de plante diferite pân în 2014; produsele sale finale de piatr au fost publicate în 2019.

1KP a fost unul dintre proiectele de secveniere la scar larg (care implic multe organisme) concepute pentru a profita de disponibilitatea mai larg a tehnologiilor de secveniere a ADN-ului de mare vitez (urmtoarea generaie) . Proiectul similar 1000 Genomes , de exemplu, a obinut secvene de genom cu acoperire ridicat a 1000 de persoane individuale între 2008 i 2015, pentru a înelege mai bine variaia genetic uman . Acest proiect ofer un ablon pentru alte proiecte de genom la scar planetar, inclusiv Proiectul 10KP care secveneaz întregul genom al a 10.000 de plante i Proiectul BioGenome al Pmântului , având ca scop secvenierea, catalogarea i caracterizarea genomului întregii biodiversiti eucariote a Pmântului .

Obiective

Începând din 2002, numrul speciilor de plante verzi clasificate a fost estimat la aproximativ 370.000, cu toate acestea, exist probabil multe alte mii înc neclasificate. În ciuda acestui numr, foarte puine dintre aceste specii au informaii detaliate despre secvena ADN pân în prezent; 125.426 specii în GenBank , începând cu 11 aprilie 2012, dar majoritatea (> 95%) având secven ADN pentru doar una sau dou gene. ... aproape nici una dintre cele aproximativ jumtate de milion de specii de plante cunoscute de omenire nu a fost atins de genomic la niciun nivel. Proiectul 1000 de genome de plante a avut ca scop producerea unei creteri de aproximativ 100x a numrului de specii de plante cu secven larg de genom disponibil.

Relaii evolutive

S-au depus eforturi pentru a determina relaiile evolutive dintre speciile de plante cunoscute, dar filogeniile (sau copacii filogenetici) create exclusiv folosind date morfologice, structuri celulare, enzime individuale sau numai pe câteva secvene (cum ar fi ARNr ) pot fi predispuse la erori; caracteristicile morfologice sunt deosebit de vulnerabile atunci când dou specii arat fizic asemntoare, dei nu sunt strâns legate (ca urmare a evoluiei convergente, de exemplu) sau de omologie , sau când dou specii strâns legate au un aspect foarte diferit, deoarece, de exemplu, sunt capabile s se schimbe în rspuns la mediul lor foarte bine. Aceste situaii sunt foarte frecvente în regnul plantelor. O metod alternativ pentru construirea de relaii evolutive este prin schimbri în secvena ADN a multor gene între diferitele specii, care este adesea mai robust la problemele speciilor care apar în mod similar. Cu cantitatea de secven genomic produs de acest proiect, multe relaii evolutive prezise ar putea fi testate mai bine prin alinierea secvenei pentru a-i îmbunti certitudinea. Cu 383.679 filogenii familiei de gene nucleare i 2.306 de distribuii ale vârstei genelor cu graficele Ks utilizate în analiza final i împrite în GigaDB alturi de hârtia capstone.

Aplicaii biotehnologice

Lista genomelor plantelor secveniate în proiect nu a fost aleatorie; în schimb, plantele care produc substane chimice valoroase sau alte produse ( metabolii secundari în multe cazuri) au fost axate pe sperana c caracterizarea genelor implicate va permite procesele biosintetice subiacente s fie utilizate sau modificate. De exemplu, exist multe plante despre care se tie c produc uleiuri (cum ar fi mslinele), iar unele dintre uleiurile din anumite plante au o asemnare chimic puternic cu produsele petroliere, cum ar fi palmierul i speciile care produc hidrocarburi . Dac aceste mecanisme ale instalaiei ar putea fi utilizate pentru a produce cantiti de ulei industrial folosite sau modificate astfel încât s le fac, atunci ar avea o mare valoare. Aici, cunoaterea secvenei genelor plantei implicate în calea metabolic care produce uleiul este un prim pas important pentru a permite o astfel de utilizare. Un exemplu recent al modului în care funcioneaz ingineria cilor naturale biochimice este orezul auriu, care a implicat modificarea genetic a cii sale, astfel încât un precursor al vitaminei A este produs în cantiti mari, fcând orezul de culoare brun o soluie potenial pentru deficiena vitaminei A. Acesta este conceptul de plante de inginerie pentru a face munc este popular i potenialul su ar crete dramatic ca urmare a informaiilor genetice despre aceste 1000 de specii de plante. Cile biosintetice ar putea fi, de asemenea, utilizate pentru producerea în mas a compuilor medicinali folosind plante, mai degrab decât reaciile chimice organice manuale, deoarece majoritatea sunt create în prezent.

Unul dintre cele mai neateptate rezultate ale proiectului a fost descoperirea mai multor noi canale ionice sensibile la lumin utilizate pe scar larg pentru controlul optogenetic al neuronilor descoperite prin secvenierea i caracterizarea fiziologic a opsinelor de la peste 100 de specii de specii de alge prin proiect. Caracterizarea acestor noi secvene de canal-rodopsin furnizând resurse pentru inginerii de proteine care în mod normal nu ar avea niciun interes sau capacitate de a genera date de secven din aceste numeroase specii de plante. O serie de companii de biotehnologie dezvolt aceste proteine canalrodopsin în scopuri medicale, multe dintre aceste candidaturi la terapie optogenetic în cadrul studiilor clinice pentru restabilirea vederii pentru orbirea retinei . Primele rezultate publicate ale acestor tratamente ale retinitei pigmentare care au aprut în iulie 2021.

Abordarea proiectului

Secvenierea a fost iniial fcut pe platforma de secveniere a ADN-ului Illumina Genome Analyzer GAII de la Institutul de Genomic de la Beijing (BGI Shenzhen, China), dar probele ulterioare au fost rulate pe platforma Illumina HiSeq 2000 mai rapid . Începând cu cele 28 de maini de secvenare a ADN-ului Illumina Genome Analyzer , acestea au fost în cele din urm actualizate la 100 de secveniale HiSeq 2000 de la Beijing Genomics Institute . Capacitatea iniial 3Gb / rulare (3 miliarde de perechi de baz pe experiment) a fiecreia dintre aceste maini a permis secvenierea rapid i precis a probelor de plante.

Selectarea speciilor

Selecia speciilor de plante care urmeaz s fie secveniate a fost realizat printr-o colaborare internaional a diferitelor agenii de finanare i grupuri de cercettori care i-au exprimat interesul pentru anumite plante. S-a concentrat asupra acelor specii de plante despre care se tie c au o capacitate biosintetic util pentru a facilita obiectivele biotehnologice ale proiectului i selectarea altor specii pentru a completa lacune i a explica unele relaii evolutive necunoscute ale filogeniei actuale a plantelor. În plus fa de capacitatea biosintetic a compuilor industriali, speciilor de plante cunoscute sau suspectate c produc substane chimice active din punct de vedere medical (cum ar fi macii care produc opiacee ) li s-a acordat o prioritate ridicat pentru a înelege mai bine procesul de sintez, a explora potenialul de producie comercial i a descoperi noi opiuni farmaceutice. Un numr mare de specii de plante cu proprieti medicinale au fost selectate din medicina tradiional chinez (TCM). Lista completat a speciilor selectate poate fi vizualizat public pe site-ul web, iar detaliile metodologice i detaliile accesului la date au fost publicate în detaliu.

Transcriptom vs. secvenierea genomului

Mai degrab decât secvenierea întregului genom (toat secvena ADN) a diferitelor specii de plante, proiectul a secveniat doar acele regiuni ale genomului care produc un produs proteic ( gene codatoare ); transcriptomului . Aceast abordare este justificat de concentrarea pe cile biochimice în care numai genele care produc proteinele implicate sunt necesare pentru a înelege mecanismul sintetic i deoarece aceste mii de secvene ar reprezenta detalii adecvate ale secvenei pentru a construi relaii evolutive foarte robuste prin compararea secvenei. Numrul de gene codificatoare la speciile de plante poate varia considerabil, dar toate au zeci de mii sau mai multe, fcând transcriptomul o colecie mare de informaii. Cu toate acestea, secvena necodificatoare reprezint majoritatea (> 90%) din coninutul genomului. Dei aceast abordare este similar conceptual cu etichetele de secven exprimate (EST), este fundamental diferit prin aceea c întreaga secven a fiecrei gene va fi dobândit cu o acoperire mare, mai degrab decât doar o mic poriune a secvenei genetice cu o EST. Pentru a distinge cele dou, metoda non-EST este cunoscut sub denumirea de secvenierea transcriptomului putii.

Secvenierea pistolului transcriptom

ARNm ( ARN mesager ) este colectat dintr-o prob, convertit în ADNc de ctre o enzim de transcriptaz invers i apoi fragmentat astfel încât s poat fi secveniat. În afar de secvenierea pistolului transcriptom , aceast tehnic a fost numit ARN-seq i secvenierea pistolului transcriptom întreg (WTSS). Odat ce fragmentele de ADNc sunt secveniate, ele vor fi asamblate de novo (fr alinierea la o secven de genom de referin ) înapoi în secvena genetic complet prin combinarea tuturor fragmentelor din acea gen în timpul fazei de analiz a datelor. Un nou ansamblu de transcriptom de novo conceput special pentru RNA-Seq a fost produs pentru acest proiect, SOAPdenovo-Trans fcând parte din suita SOAP de instrumente de asamblare a genomului de la BGI .

Prelevarea de esuturi vegetale

Probele au provenit din întreaga lume, o serie de specii deosebit de rare fiind furnizate de grdini botanice, cum ar fi Grdina Botanic Fairy Lake (Shenzhen, China). Tipul de esut colectat a fost determinat de localizarea preconizat a activitii biosintetice; de exemplu, dac se cunoate c exist un proces sau substan chimic interesant în principal în frunze, s-a folosit proba de frunze. O serie de protocoale de secveniere a ARN au fost adaptate i testate pentru diferite tipuri de esuturi, iar acestea au fost partajate în mod deschis prin intermediul platformei protocols.io.

Limitri poteniale

Deoarece numai transcriptomul a fost secveniat, proiectul nu a dezvluit informaii despre secvena de reglare a genei , ARN-uri necodificatoare , elemente repetitive ale ADN-ului sau alte caracteristici genomice care nu fac parte din secvena de codificare. Pe baza puinelor genome de plante întregi colectate pân acum, aceste regiuni necodificatoare vor constitui, de fapt, majoritatea genomului, iar ADN necodificator poate fi de fapt principalul motor al diferenelor de trsturi observate între specii.

Deoarece ARNm a fost materialul de pornire, cantitatea de reprezentare a secvenei pentru o gen dat se bazeaz pe nivelul de expresie (câte molecule de ARNm produce). Acest lucru înseamn c genele foarte exprimate obin o acoperire mai bun, deoarece exist mai multe secvene din care s lucreze. Rezultatul, deci, este c unele gene importante pot s nu fi fost detectate în mod fiabil de proiect dac sunt exprimate la un nivel sczut, dar totui au funcii biochimice importante.

Se tie c multe specii de plante (în special cele manipulate agricol) au suferit modificri mari la nivelul genomului prin duplicarea întregului genom. Orezul i genomul grâului, de exemplu, pot avea 4-6 copii ale genomului întreg ( grâul ), în timp ce animalele au de obicei doar 2 ( diploidie ). Aceste gene duplicate pot pune o problem pentru asamblarea de novo a fragmentelor de secven, deoarece secvenele repetate confund programele de computer atunci când încearc s pun fragmentele împreun i pot fi dificil de urmrit prin evoluie.

Comparaie cu Proiectul 1000 Genomi

Asemnri

La fel cum Institutul de Genomic de la Beijing din Shenzhen, China este unul dintre centrele majore de genomic implicate în Proiectul 1000 Genomi , institutul este locul secvenierii pentru Proiectul 1000 Genomi de plante. Ambele proiecte sunt eforturi la scar larg pentru a obine informaii detaliate despre secvena ADN pentru a ne îmbunti înelegerea organismelor i ambele proiecte vor utiliza secvenierea generaiei urmtoare pentru a facilita finalizarea în timp util.

Diferene

Obiectivele celor dou proiecte sunt semnificativ diferite. În timp ce Proiectul 1000 Genomi se concentreaz pe variaia genetic a unei singure specii, Proiectul 1000 Genomi vegetali analizeaz relaiile evolutive i genele a 1000 specii diferite de plante.

În timp ce proiectul pentru 1000 de genomi a fost estimat s coste pân la 50 milioane USD, proiectul pentru 1000 de genomi de plante nu a fost la fel de scump; diferena de cost care provine din secvena int din genomi. Întrucât Proiectul cu 1000 de genomi de plante doar a secveniat transcriptomul, în timp ce proiectul uman a secveniat cât mai mult din genom este posibil, exist o cantitate mult mai mic de efort de secveniere necesar în aceast abordare mai specific. În timp ce acest lucru înseamn c a existat o producie de secven global mai mic în raport cu Proiectul 1000 Genomi , poriunile necodificate ale genomurilor excluse în Proiectul 1000 Genomi vegetali nu au fost la fel de importante pentru obiectivele sale, aa cum sunt pentru proiectul uman. Aadar, abordarea mai concentrat a Proiectului 1000 de genome de plante a redus costurile la minim, în timp ce i-a atins obiectivele.

Finanarea

Proiectul a fost finanat de Alberta Innovates - Technology Futures (fuziunea iCORE [1] ), Genome Alberta , Universitatea din Alberta , Beijing Genomics Institute (BGI) i Musea Ventures (o firm de investiii private din SUA). Pân în prezent, proiectul a primit 1,5 milioane USD de la Guvernul din Alberta i înc 0,5 milioane USD de la Musea Ventures. În ianuarie 2010, BGI a anunat c va contribui cu 100 de milioane de dolari la proiecte de secveniere pe scar larg a plantelor i animalelor (inclusiv Proiectul 1000 Genomul Plantelor, urmând apoi proiectul 10.000 Genomul Plantelor).

Proiecte asociate

  • Proiectul 1000 Genomi - Un catalog profund al variaiei genetice umane
  • Proiectul 1001 Genomes - Secvenierea întregului genom al a 1.001 tulpini de Arabidopsis
  • Genomul 10K - Secvena genomului întreg a 10.000 de specii de vertebrate

Vezi si

Referine

linkuri externe

Opiniones de nuestros usuarios

Ionut Militaru

Mi se pare foarte interesant modul în care această intrare pe Proiectul 1000 genomi vegetali este formulată, îmi amintește de anii mei de școală. Ce vremuri frumoase, mulțumesc că m-ai adus înapoi la ele.

Teodora Mihaila

Informația de pe Proiectul 1000 genomi vegetali este foarte interesantă și de încredere, ca și restul articolelor pe care le-am citit până acum, care sunt deja multe, pentru că de aproape o oră aștept data mea Tinder și nu apare, Așa că asta m-a ridicat. Profit de ocazie să las niște vedete pentru companie și să mă cac de viața mea.

Liviu Nedelcu

În această postare despre Proiectul 1000 genomi vegetali am învățat lucruri pe care nu le știam, așa că pot să mă culc acum.

Elisabeta Dascalu

O mare descoperire acest articol pe Proiectul 1000 genomi vegetali și pe întreaga pagină. Merge direct la favorite.