A genom összerakás elmélete és alkalmazása a gímszarvas genom projektben

Absztrakt

Az élőlények teljes örökítő anyagát a genomi DNS adja, amelynek leolvasása különböző szekvenálási módszerekkel történik. A kutatók régen erre a célra klón alapú módszereket használtak, azonban napjainkban az első, a második (új-generációs szekvenálás, next-generation sequencing, NGS) és a harmadik generációs szekvenálásokat részesítik előnyben. A legelterjedtebb, új generációs szekvenálással egy emlős teljes DNS-e néhány óra alatt leolvasható, ám a leolvasott szekvenciák, a readek, csupán néhány száz bázispárt tesznek ki. A readeket bioinformatikai programok segítségével illesztik össze, a teljes, eredeti DNS-nek megfelelően. Az összeilleszkedő readekből először contigok, vagyis összefüggő, kontinuus szekvenciák, a contigokból pedig hézagokat (gap) tartalmazó, hosszabb szekvenciavázak, scaffoldok hozhatók létre. A legjelentősebb haszonállatok rendelkeznek legalább scaffold szintű, online elérhető genom összerakásokkal (assembly). A legteljesebb genom assemblyk pszeudokromoszómákból állnak. Ideális esetben a pszeudokromoszómák a valós kromoszómák teljes dns szekveciáját jelentik. A pszeudokromoszómák létrehozásánál a scaffoldokat az élőlény genetikai markerekkel meghatározott fizikai géntérképéhez igazítják. A kettős referencia vezérelt illesztésnél a scaffoldokat egy közel rokon faj genomjával és az élőlény saját géntérképével is összevetik. Ez azt jelenti, hogy a genetikai térkép és a valós kromoszóma kolinearitási törvényét követve, valamint a rokon fajok génsorrendjei/géntérképei között tapasztalt szinténiák/egyezések segítségével a scaffoldokat sorba rendezik. Ezt az eljárást a teljesen újonnan készülő genomok esetén érdemes használni. Az elkészült referencia genomon a gének és más genomi struktúrák helyét, szerkezetét, funkcióját az annotációs folyamat jelöli ki. Az annotált referencia genomok sokrétűen használhatók az állattenyésztésben, a vadgazdálkodásban, a populáció genetikai felmérésekben, vagy a forenzikus vizsgálatokban vad és a természetvédelemben.