progenes


Понятно о непонятном


Previous Entry Add to Memories Share Next Entry
Геном пшеницы
progenes
Вот попробуйте только не прочитать. Это ужасно интересно! Значительно интереснее проблем образования.
Тут коллеги imbg пишут в ЖЖ, что просеквенирован геном пшеницы. Я уже давно собиралась сказануть на эту тему. Геном пшеницы не прочитан полностью. То есть прочитан, но не расшифрован. Статья в Нейчер осторожно озаглавлена как "Анализ генома мягкой пшеницы с помощью секвенирования". Проблема в том, что это очень сложный геном. Triticum aestivum это гексаплоид (шесть наборов хромосом, не шесть штук, а шесть наборов в каждом по семь хромосом. То есть всего 42 хромосомы. Назовем эти наборы ААBBDD ). Я только напомню, что нормальному организму достаточно два набора хромосом, чтобы нормально существовать. Ой, что будет, что будет.

Возник этот гибрид предположительно 8 тысяч лет тому назад. Сначала где-то полмиллиона лет тому назад случилась гибридизационная аномалия между Triticum urartu (геном АА) с неизвестным зверем, но предположительно это был какой-то Sitopsis (геном ВВ). Получилась тетраплоидная полба Triticum dicoccum (ААВВ). Затем эта тетраплоидная полба скрестилась с диплоидным эгилопсом Aegilops tauschii (геном DD) и тоже там хромосомы не разошлись по домам, а получился такой вот гексаплоидный монстр AABBDD. Затем ее заметили людишки и решили приручить. Вот, решила немного добавить в этом месте. Не исключено, что возожность такой гибридизации обусловлена тем, что людишки уже травки осознанно культивировали. Вот и встретились на полях полба и эгилопс. И согрешили. В результате вот что получилось. Геномы диких трав такие все из себя стройные и последовательные, если речь идет о том, какой ген за каким расположен. Это все эволюционно отточено и законсервировано. Органик-преорганик.

А вот в гибридных геномах уже такого наворочено. Там эти стройные порядки пошли лесом, после доместикации куча генов вообще пропали, а от некоторых остались одни ошметки. Только в одной хромосоме из всех последовательностей - 80% нуклеотидных повторов и всяких транспозонов. Свалка какая-то, причем это ж не просто так себе ДНК, это набор мигрантов, которые шляются по геному и вырубают гены.

Повторы - это большая проблема для секвенирования. То есть прочитать это все можно, но сложить воедино очень сложно, почти невозможно. Смотрите. Чтоб прочитать ДНК, ее режут в хлам и читают по кускам. Допустим по 100 - 500 нуклеотидов. Потом биоинформатики сидят и склеивают это все воедино. Как это примерно выглядит. У нас на выходе куски c похожестью на концах:

ATGACTACGACTACGATA

GATAGTACTAGCATGCAT

GCATCATACGATCAGAGTC

Предполагается, что эта похожесть - это концы одного и того же гена. Вот по ним склеивают и называют это ессемблинг. Это очень упрощенная схема, на самом деле похожие куски длиннее, алгоритм сложнее, но суть такая. Теперь представьте, что в геноме повторы. Алгоритмы эти повторы не распознают и в основном склеивают всякие химеры от фонаря. Поэтому за основу реконструкции берут геномы ближайших родственных диких трав и других злаковых родственников, вроде риса и кукурузы. И пытаются склеивать, подглядывая за другими матрицами. Что оказалось?

В целом, кроме того, что потеряно много генов, некоторые полезные гены "размножились", причем это гены преимущественно из генома эгилопса. Среди них в пшеничном хозяйстве пригодились детальки от фотосинтетической машины, запасные белки, транспозонов горсть, несколько систем защиты и пыльцевые аллергенчики (уууу). Транспозоны тоже без дела не сидели, и попрыгали хорошенечко, вырубив гены и переведя их в статус молчащих псевдогенов. Но геном тоже не дурак, он важные гены - факторы транскрипции, забэкапил, чтоб была функциональная копия на всякий случай. За последние 50 лет это все еще хорошенечко побомбили химическими мутагенами и радиацией, и вуаля! - получилась булочка.

Я вам скажу, что генные инженеры по сравнению с последствиями этого монстрозного процесса доместикации пшеницы - они просто дети. Ну вот если бы кому взбрело в голову встроить парочку аллергенчиков с целью улучшить, скажем опыляемость, так забили бы камнями. А если представить себе, что такого мутанта вдруг сконструировали искуственно и предложили скушать, то мировое народное восстание поднялось бы.

А так вообще это геномное косое монстрище теперь священная корова у гринписа - дескать, не трожьте генноинженеры, это Хлеб, это святое.

ATGACTACGACTACGATA
GATAGTACTAGCATGCAT
GCATCATACGATCAGAGTC

NP-полная жопа...

NP це задача распознаванія, чи шо? я не понімаю.

Так, а где же обещанный optical mapping?? Это к нам тут недавно приходили рекламироваться люди из OpGen, они утверждали, что для сборки генома пшеницы их технология тоже применялась, и что вот скоро в Nature выйдет статья про это, если ещё не вышла.

Кстати, статья в том виде, в каком она есть - большой реванш 454. А то их совсем уж иллюмина потеснила...

Ну может где-то рядом постояли. Это ж консорциум. Там хромосомы по группам растащили и каждый свой супчик варил. Может и optical mapping где зарисовался. Я в supplementary не смотрела.

а вообще, чем больше я вникаю в эту науку геномных сиквенсов, тем чаще мне вспоминается хохма про Поле чудес - "угадал все буквы, но не смог прочесть слово".

Смеюсь. Это очень подходит к характеристике этой статьи.

А эти Triticum urartu и Sitopsis существуют сейчас, так сказать в нативном состоянии? А полба есть в сказке "О попе и его работнике балде". А почему она сейчас не выращивается? Чем она хуже пшеницы? И почему вообще пшеницу заметили, а полбу кинули?

Мне кажется они вполне себе живы и даже продаются в отделах всякой биоеды.
культурная пшеница вроде более богата полезным белком.

Спасибо за слог! Читаю и наслаждаюсь.

Отсыпьте мне, чего вы там употребляете. Я хочу чтобы меня тоже так торкало ...

ГМО пшеницы с геном камбалы?

А если весь мусор вырезать и выкинуть, то зеленые тоже будут против?
(Другой вопрос, а зачем оно надо, вырезать. Ну, потому что мы можем :)

Да задолбаемся вырезать. Там просто чудовищная композиция генов - почти сто тысяч.

<не трожьте генноинженеры, это Хлеб, это святое>
не больно-то и надо такого хлеба, мясо - вот спинной хребет рабочего класса!

Я так понимаю, там еще и сам факт гексаплоидности должен вызывать трудности в том плане что одновременно читается нуклеотид из шести разных хромосом, в которых он может отличаться?

Это да, но хромосомы для читки разделили между лабораториями, чтобы не случилось переопыления нуклеотидами;-)

А кроме пшеницы есть еще такие организмы с такими хитрыми наборами хромосом?

есть и с худшим. Самый большой геном, в 2.5 раза больше пшеничного - октоплоид (8 наборов хромосом, а не 6, как у пшеницы).

Как вкусно написано!!!!

>>> "фотосинтетической машины, запасные белки, транспозонов горсть"

Фотосинтеза машины
Транспозонов горсть
Разошлись геномы
Во пшеницах врозь.

:-))) Поэзия, да!

"геномное косое монстрище" :-)))

Может, уже выведут мутантную пшеницу, которую можно есть людям с целиакией. У меня трое таких знакомых, они ужасно мучаются, потому что это ни в ресторан не сходить, ни готовой еды не купить, даже пива не выпить с друзьями. Всю еду готовить только самим, только с нуля из очень небольшого выбора GV продуктов. Короче, если бы пшеницу проверяли на безопасность по современным стандартам, фиг бы её кто-нибудь допустил к употреблению :-)

Это давно уже пытаются сделать, но прогресс невелик, учитывая сложность генома пшеницы, и многообразие отрезков молекулы глютена, которые вызывают иммунный ответ у пациентов с целиакией.

Забавно, что этой статье они глютен вообще не упоминают. Очень она описательная получилась.
А есть еще хит сезона - новомодная тема про АТИ (amylase trypsin inhibitors), гены пшеницы которые вызывают клиническую картину схожую с целиакией (но не классическую целиакию). Ваш соотечественник Детлеф Шуппан эту идею активно развивает, слышала пару его докладов на различных конференциях в этом году. Эта тема тоже не раскрыта в статье.

> не трожьте генноинженеры, это Хлеб, это святое.
дык ни одного гена рыбы там нет! ;)

И - о ужас, эта пшеница не съела всех людей на планенте привела к концу света!))) Меня всегда удивляли биоалармисты - при мейозе происходит куда более "крутой" эксперимент, однако же что-то мутантов-каннибалов не появляется, и даже сами биоалармисты таковыми не являются. Просто паникующими на пустом месте дураками являются - но так это вряд ли от генных или геномных мутаций.)))

Ну если учесть, что века до 18 хлеб со спорыньей ели, то может оно и аукается...

Остается засучить рукава и очистить все косые геномы от мигрантов. Я - за (правой рукой, немного вперед)!

А можно попросить у вас какие нибудь доказательства этих "леденящих ужасов"

А то слова это просто слова, сорри, "О, как наш разум оживает, когда он .." :)

Из обычных одинаковых диких животных сделали, скажем, собак сотни пород - от 100 кг монстров до крошек, которых раздавишь, когда наступишь - и без всякой радиации.

И животные все нормальные - живут и радуются

А тут сразу радиация и монстры - это часом не новый прикол сторонников генномодификаций?

Вам доказательств чего надо? Радиационного мутагенеза?

сложность внутреннего устройства привычных и потому автоматически считающихся простыми вещей немного рвет мозг

иногда я тоже, просматривая список генов, которые включены в какой-то момент развития, чешу репу - и куда оно это все в махонькую клеточку помещается?

Здравствуйте!
Извините, я немножко оффтопом и на "вы" (хотя наверное это выглядит странно между коллегами:), во всяком случае я ощущаю себя странно). Короче. Мы тут с одной хорошей моей знакомой затеяли разговор на тему ГМО. Понимаете, я в данный момент работаю в области генетики, но ничего не знаю о растениях и не в курсе ГМО-войн. Но в целом моя позиция та, что ГМО надо не только высаживать, но даже как можно активней высаживать и побольше вгрохивать в науку в этой области, потому что время уже поджимает. А она говорит: нет, ты не понимаешь, деньги превращают все во зло, и даже в принципе неплозая технология ГМО оборачивается вредом природе. И при этом не первый раз упоминает какую-то сою. и тут я наконец спрашиваю: что за история с соей? и она дает мне ссылку вот сюда: http://www.warandpeace.ru/ru/exclusive/view/35605/
Тема, насколько я понимаю, горячая. По ссылке написана прямо таки страшная страшилка. "В 1991 году, за несколько лет до того, как полевые испытания были одобрены и начаты в Соединенных Штатах, Аргентина стала секретной экспериментальной лабораторией для выращивания генетически спроектированных зерновых культур. Население должно было стать подопытными морскими свинками для этого проекта. Правительство Менема создало псевдонаучную Консультативную комиссию по биотехнологии, чтобы наблюдать за предоставлением лицензий для больше чем 569 полевых испытаний ГМО кукурузы, подсолнечника, хлопка, пшеницы и особенно сои. (9) Ни по инициативе правительства Менема, ни по инициативе Комиссии не проводилось никаких общественных дебатов по неприятному вопросу о том, являются ли эти зерновые культуры ГМО безопасными."
Ну и там про страшный гербицид, уничтожающий всю природу вокруг себя и оставляющий одну только страшную мутантную сою.
Текст тяжело пересыпан экономико-подобными сведениями о том, как все куплено корпорациями и потому даже умному человеку сложно подходить к нему критично. Ну так вот. У меня к вам вопрос, как к человеку, неоднократно писавшему в жж про ГМО и вообще как к специалисту. Вы что-нибудь знаете об этой истории? (Может, у вас где пост есть, а я пропустила?) Во всем тексте там слишком мало конкретностей (ура зеленым и их дурной манере аппелировать к эмоциям, как второсортные политики - в итоге никто не верит ни тем, ни другим), а мне хочется действительно понять, что там за история. Действительно ли высаживать там сою было плохой затеей? Пострадал ли кто-нибудь (физически, а не экономически, то есть, был ли нанесен физический ущерб природе и экологии), если да, то насколько сильно (в сравнении с тем, скажем, способом выращивания сои, который был до гмо - там ведь тоже, насколько я понимаю, наносился ущерб экологии), и не выдумана ли вообще вся эта проблема только для того, чтобы в очередной раз попугать обывателя страшными мутантами?
Вот, в общем, такой у меня вопрос. Животрепещущий, на самом деле. Много народу читает такие вот страницы и потом их сложно в чем-то убедить. Да и я сама, если честно, сомневаюсь и не знаю, что думать. Может, в самом деле там такое страшное злодеяние какое произошло.

У меня нет поста об этой истории. Не знаю, соберусь ли я вообще такое обсуждать. Это опус известного Энгдаля. Ну что тут обсуждать - сегодня Аргентина третий в мире экспортер сои. Если это был злодейский эксперимент по вытягиванию страны из глубокого кризиса - то он удался.

"Повторы - это большая проблема для секвенирования. То есть прочитать это все можно, но сложить воедино очень сложно, почти невозможно. Смотрите. Чтоб прочитать ДНК, ее режут в хлам и читают по кускам. Допустим по 100 - 500 нуклеотидов. Потом биоинформатики сидят и склеивают это все воедино."

Это вы просто не слышали про нас :) Мы секвенируем ДНК кусочками по 10000-20000 баз, при этом с офигенной точностью (Q50 и более) и на текущем оборудовании. Так что де-ново сборка геномов скоро будет революционизирована.

Следите за новостями от Illumina Inc., которые нас только что купили.

А можно узнать, вы - это кто? Очень заинтересовало

You are viewing progenes