Исследователи только что составили и опубликовали геномы 51 вида животных — от рыбоядных крокодилов, известных как гавиалы (Gavialis gangeticus), до свирепых облачных леопардов (Neofelis nebulosa). Согласно статье, опубликованной 26 января в журнале Nature Biotechnology, эти генетические чертежи могут иметь широкое значение для людей, в частности для понимания нашей эволюционной истории.
«В некотором смысле мы создаем эволюционную машину времени», — сказал соавтор исследования Майкл Шатц, заслуженный профессор информатики и биологии Блумберга в Университете Джона Хопкинса. «Гены наших эволюционных кузенов помогут нам лучше понять самих себя».
Все млекопитающие имеют общего предка, которым многие ученые считают Morganucodon, крошечное, похожее на землеройку существо, жившее более 200 миллионов лет назад, хотя некоторые утверждают обратное. Как бы то ни было, общий предок означает, что большая часть нашего генетического состава схожа с другими млекопитающими, в частности с шимпанзе, у которых до 99 % ДНК совпадают. Сравнивая ДНК людей и других животных, исследователи могут узнать, когда и как люди разошлись с другими видами.
Но геном одного позвоночного может состоять из миллиардов символов, и исследователи должны использовать различные инструменты, чтобы разбить генетический материал на части, прежде чем сложить его в полную картину. В результате картирование геномов исторически было кропотливым процессом: Начиная с 1990 года, исследователям потребовалось 13 лет, чтобы создать первый генетический чертеж человека.
Однако за последние несколько десятилетий технологии картирования ДНК различных видов быстро продвинулись вперед, и новый проект знаменует собой еще один шаг, сократив время секвенирования с лет и месяцев до нескольких дней.
Для этого команда использовала результаты исследований двух проектов: Vertebrate Genomes Project и European Reference Genome Atlas. На их основе они разработали алгоритмы и компьютерное программное обеспечение для сборки коротких генетических сегментов в полную генетическую карту, а затем проверили, насколько хорошо их рабочий процесс воспроизводит полный геном зебрового вьюрка (Taeniopygia guttata), который был опубликован ранее.
Команда обнаружила, что их новая технология более эффективна, чем существующие подходы, при сборке сегментов генома и создании точной карты. Программное обеспечение с открытым исходным кодом доступно в Интернете через Galaxy — бесплатную веб-платформу, созданную в Университете Джона Хопкинса и Университете штата Пенсильвания.
«Думаю, моей первой мыслью было: «Вау, они действительно сделали это», — сказала Элинор Карлссон, директор Группы геномики позвоночных в Институте Броуда. «Очень здорово видеть не только то, что им удалось придумать систему, которая, похоже, хорошо работает на самых разных видах, но и то, что они сделали это на платформе, которая так привержена открытой науке и обмену рабочими процессами».
В данной работе исследователи рассматривали только позвоночных животных, а у других видов животных, растений или грибов в геноме может быть «что-то особенное или уникальное», что означает, что «некоторые из процессов, которые используются в данной работе, не будут работать так же хорошо у этого вида», — говорит Карлссон.
Но это можно исправить, «изменив несколько параметров» в их методике, говорится в статье. Цель исследователей — изучить геномы хотя бы одного вида из всех 275 отрядов позвоночных.
Нет комментариев