از زمان اولین توالی یابی ژنوم انسان در بیش از 20 سال پیش، تحقیقات ژنوم انسان تقریباً به طور انحصاری بر یک ژنوم مرجع، که سایر ژنوم با آن مقایسه می شوند، برای شناسایی تغییرات ژنتیکی متکی بوده است. دانشمندان مدت‌هاست متوجه شده‌اند که یک ژنوم مرجع واحد نمی‌تواند نشان دهنده تنوع انسان باشد و استفاده از آن منجر به سوگیری گسترده در این مطالعات شده است. حالا بالاخره یک جایگزین عملی دارند.
در مقاله ای که در 16 دسامبر در علوم پایهمحققان موسسه ژنومیک UC سانتا کروز از ابزار جدیدی به نام زرافه رونمایی کرده‌اند که می‌تواند به طور موثر توالی‌های ژنومی جدید را به "پانژنوم" ترسیم کند، که نشان دهنده بسیاری از توالی‌های مختلف ژنوم انسان است. آنها نشان می‌دهند که این رویکرد امکان توصیف جامع‌تری از تنوع ژنتیکی را فراهم می‌کند و می‌تواند تجزیه و تحلیل‌های ژنومی مورد استفاده توسط طیف وسیعی از محققان و پزشکان را بهبود بخشد.
بندیکت پاتن، استادیار مهندسی زیست مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا سانتا کروز و دانشیار مدیر، گفت: ما سال ها روی این موضوع کار می کنیم و اکنون برای اولین بار چیزی عملی داریم که سریع کار می کند و بهتر از یک ژنوم مرجع کار می کند. موسسه ژنومیک. . برای آینده زیست‌پزشکی مهم است که ژنومیک به همه به طور یکسان کمک کند، بنابراین ما به ابزارهایی نیاز داریم که تنوع جمعیت‌های انسانی را در نظر بگیرند و جانبدارانه نباشند.»
همه افراد دارای ژن های یکسانی هستند، اما تغییرات زیادی در توالی های دقیق ژن ها وجود دارد - به معنی توالی زیر واحدهای DNA (به اختصار A، C، T، G) که کد ژنتیکی را می نویسند - و همچنین در مناطق وسیعی از ژنوم. خارج از پروتئین، ژن های کد کننده تفاوت در یک حرف از کد یک نوع نوکلئوتیدی (SNV) نامیده می شود و درج یا حذف توالی های کوتاه با هم به عنوان "indels" شناخته می شود.
پیچیده ترین گزینه ها گزینه های ساختاری هستند که شامل بازآرایی بخش های بزرگ کد (50 حرف یا بیشتر) می شود. یافتن آنها با یک ژنوم مرجع به ویژه دشوار است، اما می توانند اثرات قابل توجهی داشته باشند و نقش مهمی در برخی بیماری ها ایفا می کنند. یک فرد متوسط میلیون‌ها SNV و ایندل و ده‌ها هزار نوع ساختاری بزرگ‌تر دارد، و انواع ساختاری کلی در واقع حروف بیشتری از کد را نسبت به انواع دیگر شامل می‌شوند.
پتن گفت: «اسب‌های کار ژنومیک SNV و ایندل‌های کوتاه بودند، زیرا گونه‌های ساختاری آن از دید پنهان بودند. "Pangenomics انواع ساختاری را قابل مشاهده می کند تا بتوانیم آنها را به همان روشی که SNV و indel های کوتاه انجام می دهیم مطالعه کنیم. گزینه های ساختاری زیادی وجود دارد و می توانند تأثیر زیادی داشته باشند، بنابراین این برای آینده تحقیقات ژنتیکی بسیار مهم است. "
یک مرجع پانژنومیک می تواند از توالی های ژنومی متعدد با استفاده از یک ساختار گرافیکی ریاضی برای نشان دادن روابط بین توالی های مختلف ایجاد شود. در مقاله جدید، محققان دو نمودار مرجع از ژنوم انسان را با استفاده از داده‌های در دسترس عموم ساختند. آنها برای ارزیابی ابزار جدید زرافه، که مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها برای مقایسه داده‌های توالی جدید با پانژوم مرجع است، استفاده شدند.
نویسنده اول، جانی سیرن، محقق مؤسسه ژنومیکس، در بسیاری از نوآوری های الگوریتمی کلیدی زرافه پیشگام بود. زرافه می‌تواند داده‌های توالی جدید را با دقت به هزاران ژنوم تعبیه‌شده در یک پانژنوم مرجع به همان سرعتی که ابزارهای موجود به یک ژنوم مرجع منفرد نقشه‌برداری می‌کنند، ترسیم کند. این مطالعه همچنین نشان داد که استفاده از زرافه انحراف در نقشه برداری، تمایل به نقشه برداری نادرست توالی هایی که با ژنوم مرجع متفاوت است را کاهش داد.
نویسنده اول، ژان مونلونگ، محقق فوق دکترا در موسسه ژنومیکس، گفت: "تحلیل نه تنها بهتر است، بلکه به سرعت روش های فعلی است که از ژنوم مرجع خطی استفاده می کنند."
توالی یابی ارزان قیمت برای خواندن کوتاه اساس ژنومیک مدرن است که قطعاتی از یک توالی را ارائه می دهد که باید به ژنوم مرجع نگاشت شود تا منطقی باشد. نقشه برداری نشان می دهد که هر قطعه از یکی از 23 کروموزوم انسانی به کجا تعلق دارد و انواع موجود در هر مکان در ژنوم فرد را شناسایی می کند، فرآیندی که به عنوان ژنوتیپ شناخته می شود.
محققان دریافتند که تماس‌گیرنده عمیق Google Health، DeepVariant، می‌تواند SNVs و Indels را با استفاده از هم‌ترازی زرافه با پانژنوم با دقت بیشتری شناسایی کند تا با هم‌ترازی در برابر یک ژنوم مرجع.
مونلونگ گفت که بیشتر از همه در مورد استفاده از پانژنومیک برای مطالعه انواع ساختاری هیجان زده است.
او گفت: «انواع ساختاری بسیاری اخیراً از طریق یک دنباله خواندن طولانی کشف شده است. با پانژنوم‌ها، می‌توانیم این گونه‌های ساختاری را در مجموعه داده‌های بزرگی از توالی‌های کوتاه‌خوان جستجو کنیم. این هیجان انگیز است زیرا به ما این امکان را می دهد که این گونه های ساختاری جدید را در بین افراد زیادی مطالعه کنیم و در مورد تأثیر عملکردی، ارتباط با بیماری یا نقش آنها در تکامل سؤالاتی بپرسیم.
محققان از زرافه برای ترسیم توالی خوانش های گروهی متنوع از 5202 نفر و تعیین ژنوتیپ آنها برای 167000 تنوع ساختاری که اخیراً کشف شده اند استفاده کردند. این به آنها اجازه داد تا فراوانی نسخه‌های مختلف این گونه‌های ساختاری را در کل جمعیت انسانی و در زیرجمعیت‌های فردی ارزیابی کنند. آنها نشان دادند که فراوانی برخی از گونه‌ها به‌طور قابل‌توجهی بین زیرجمعیت‌ها متفاوت است و اگر فقط در جمعیت‌های اروپایی که در آن فراوانی یک نوع خاص کم است، تحلیل شوند، می‌توانند اشتباه تفسیر شوند.
یک ژنوم مرجع باید یک نسخه از هر گونه را برای ارائه انتخاب کند و سایر نسخه ها را معرفی نکند. زرافه با کاربردی‌تر کردن ارجاعات نماینده به پانژنوم، می‌تواند ژنومیک را فراگیرتر کند.
پتن و دیگران در مؤسسه ژنومیکس UC سانتا کروز در تلاشی بزرگ، با بودجه موسسه ملی تحقیقات ژنوم انسانی، برای تهیه گزارشی جامع در مورد پانژنوم انسانی شرکت دارند که انتظار دارند سال آینده به عنوان منبعی برای تحقیقات علمی منتشر شود. انجمن.
علاوه بر Sirén و Monlong، مقاله جدید دارای سه نویسنده مشترک دیگر است که به طور مساوی مشارکت داشته اند: Xian Chang، Adam Novak و Jordan Eizenga، که همگی از مؤسسه ژنومیک UC Santa Cruz هستند. علاوه بر سایر نویسندگان مشترک در مؤسسه ژنومیک، از جمله کارگردان دیوید هاسلر، محققانی از Google Health، موسسه Broad MIT و هاروارد، دانشگاه میشیگان، دانشگاه ویرجینیا، مرکز پزشکی Harbor-UCLA و دانشگاه مرکز تحقیقات سلامت تنسی
نقل قول: روشی جدید برای یافتن تغییرات ژنتیکی، تعصب را از ژنوتیپ انسان حذف می کند (2021، 16 دسامبر)، استخراج شده در 16 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-genetic-variations-bias-human- ژنوتایپینگ.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- Ruth Bader Ginsburg becomes first woman to lie in state: 8 other strides she made for women
- چه چیزی در مورد مواد شیمیایی Proper است
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- پکیج ایساتیس بهتر است یا بوتان مقایسه پکیج بوتان و ایساتیس از نظر کاربران
- Jason گرت می تواند مشهور 'قیچی' بازی یک غول اصلی
- 'شدیدی'? 'بازداشت'? Coronavirus مستندات سریع قایق از پرونده های حقوقی علیه کشورهای
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- 'هرگز هرگز ناامیدی': ملکه الیزابت دوم سخنرانی به یاد می آورد سلطنتی پدر پیروزی جنگ جهانی دوم در سال 1945
- رژیم غذایی جدید, فله-تا قاب Bryson DeChambeau
- هارون قاضی آسیب نگرانی های مسدود خود را سوپر استار شدن