00:20 2023-02-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetătorii decodifică 95,6% din genomul Nicotiana benthamiana
_ Cercetătorii decodifică 95,6% din genomul Nicotiana benthamiana
Planta Nicotiana benthamiana, din familia Solanaceae, este unul dintre cele mai utilizate modele experimentale în știința plantelor. În 2020, un grup de cercetare de la Universitatea Nagoya din Japonia a raportat că N. benthamiana ar putea fi altoit cu plante din diferite familii, demonstrând o abilitate rară pe care mulți cercetători o credeau imposibilă.
Acum. , același grup de cercetare a folosit tehnologia de secvențiere de ultimă generație pentru a decoda toate genele din genomul plantei de tutun N. benthamiana. Descoperirile lor oferă o perspectivă asupra modului în care plantele sunt capabile să efectueze această altoire. Rezultatele lor au fost publicate în Plant and Cell Physiology.
Structura genomului N. benthamiana a fost mult timp un mister. Genomul său complex a apărut datorită hibridizării, ceea ce înseamnă că cromozomii săi sunt derivați din două specii de plante. Evenimentul de hibridizare a avut loc acum aproximativ 10 milioane de ani între două specii de plante strâns înrudite: Sylvestres paterni și Tomentosae materne. Pentru a complica și mai mult lucrurile, a continuat să evolueze prin mai multe evenimente de hibridizare.
Deoarece genomul unor plante precum N. benthamiana este atât de mare, cercetătorii se luptă să-l analizeze în întregime folosind tehnologia actuală. Prin urmare, pentru a o studia mai eficient, oamenii de știință l-au tăiat în fragmente mai mici pentru secvențiere, creând ceea ce este cunoscut sub numele de bibliotecă de ADN. Secvențele scurte obținute după secvențierea de generație următoare a bibliotecilor ADN fragmentate se numesc citiri. Aceste secvențe sunt apoi asamblate folosind regiunile lor suprapuse pentru a crea secvențe mai mari, numite contigs. Având în vedere că ordinea bazelor în contig este cunoscută, această informație poate fi folosită pentru a conecta contig-urile pentru a crea secvențe mai lungi numite schele.
Deși s-au făcut încercări de a analiza genomul N. benthamiana prin fragmentarea acestuia în 141.000 de schele, structura sa complexă de duplicare face ca structura cromozomală să fie neclară și analiza genetică moleculară dificilă. Ca un puzzle, este mai ușor să vizualizați imaginea unui puzzle finalizat format dintr-o mână de piese decât unul format din 141.000 de piese.
„N. benthamiana are o structură complexă a genomului. Datorită ei complexitate, se cunoșteau doar informații fragmentare despre ADN, ceea ce constituia un obstacol în calea cercetării genetice”, explică profesorul asociat Michitaka Notaguchi, autorul principal al studiului. „Multe lucruri erau necunoscute, inclusiv starea dintre gene și informațiile de secvență privind regiunile de reglementare ale expresiei genelor, reprezentând o barieră în calea analizelor genetice ulterioare.”
Grupul de cercetare condus de Kenichi Kurotani, un lector special numit , și Notaguchi de la Centrul de Cercetare pentru Bioștiință și Biotehnologie, Universitatea Nagoya, în colaborare cu Laboratorul de Informații Genetice în Masă, Institutul Național de Genetică și Institutul de Cercetare ADN Kazusa, a secvențiat cea mai mare parte a genomului N. benthamiana. Folosind cea mai recentă tehnologie de secvențiere de ultimă generație, cercetătorii s-au uitat cât mai de aproape posibil la nivelul cromozomilor. Acest lucru le-a permis să meargă mai departe în istoria genetică a speciei decât oricând înainte.
Cercetătorii au realizat o secvențiere de 95,6% din totalul genomului și au reușit să realizeze 1.668 de schele, mult mai puțin decât studiile anterioare. , făcând „puzzle-ul” mult mai ușor de construit. Dintre aceste schele, 21 dintre cele mai mari aveau dimensiunea unui cromozom întreg.
N. benthamiana s-a dovedit a avea un amestec complex de secvențe de genom ale speciilor părinte încrucișate. Secvențele genomului au fost atât de interconectate încât a fost imposibil să se facă distincția clară între ele, indicând originea veche a hibridizării. Ei au estimat că N. benthamiana și N. tabacum înrudit s-au deturnat probabil cu 3 până la 7 milioane de ani în urmă.
„Această cercetare a facilitat în mod dramatic analiza genetică a N. benthamiana, oferind informații actualizate cu privire la secvențele regiunilor reglatoare ale expresiei genelor, a legăturii pe cromozom și a numărului de gene. Aceste informații au fost lipsă", explică Kurotani.
"Această decodare a genomului va facilita aplicarea tehnologiei de editare a genomului, care se așteaptă să fie utilizată în cercetarea plantelor în viitor. Ar trebui să accelereze cercetarea științifică a plantelor, precum și dezvoltarea unor metode de utilizare mai eficiente pentru N. benthamiana și abilitățile sale unice de altoire. Acum că toate informațiile au fost dezvăluite prin secvențierea genomului, este mai ușor să tratăm N. benthamiana ca subiect de cercetare."
Comentarii:
Adauga Comentariu