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经济适用型基因组测序分析

【2014-10-23】

生活意味着改变,对于基因来说也是一样。为了适应本地环境的变化,生物需要一个灵活的基因组。

维也纳兽医大学的christian schlötterer团队致力于对整个群体的基因组进行研究,希望由此了解个体之间的差异,以及这些差异背后的dna基础。近日schlötterer等人在nature reviews genetics和heredity杂志上发表了两篇综述,探讨了dna测序在这方面的应用。作者们指出,对整个群体进行测序是一个有效而经济的分析途径。

自2001年人类基因组测序完成以来,dna分析已经发生了翻天覆地的变化,测序成本直线下降。然而测序一个完整的基因组,仍然需要一千美元左右。对数百个体进行测序依然非常昂贵,需要的时间也比较长。

测序群体而非个体

schlötterer等人指出,pool-seq(pool sequencing)能解决这个问题。schlötterer和他的团队并没有一个个地测序果蝇基因组,而是一次性测序整个果蝇群体。虽然这样的遗传学信息不能与单个个体对应起来,但还是能为人们揭示与群体有关的重要线索。

schlötterer等人在这两篇文章中,讨论了混合样本测序pool-seq所能解决的问题。

寻找进化的遗传学基础

为了理解生物对本地环境改变的应答,可以在条件发生改变前后,用pool-seq对整个群体的基因组进行分析。研究人员采用的是e&r方法(evolve and resequence),先测序群体dna,然后让群体的后代经历特定压力条件(比如高温、低温或uv照射),最后再测序进化后的群体。比较两组数据,可以揭示对选择性压力进行应答的基因改变。举例来说,这一步骤可以过滤出,在uv照射下使生物着色更黑的基因。

“根据这一原则,我们可以快速完成进化实验。现在,我们正用这一方法来解决多种问题,比如鉴定涉及衰老的基因和抵御疾病的基因,寻找能减轻环境影响的遗传学改变,”schlötterer解释道。

揭示衰老和抗病性的遗传学背景

e&r方法可以用来筛选那些调控衰老的基因。从果蝇群体中挑选长寿个体,反复几代。然后比较长寿果蝇与普通果蝇的基因组,从中提取与衰老有关的基因。类似的方法也可以用来鉴定那些能抵抗特定疾病的基因。

文章的共同作者,生物信息学家robert kofler解释道:“我们研究遗传学改变,寻找基因组发生的变化。这些变化可以帮助我们理解进化的机制。”

原文检索:

christian schlötterer,raymond tobler,robert kofler& viola nolte. sequencing pools of individuals — mining genome-wide polymorphism data without big funding. nature reviews genetics, 23 september 2014; doi:10.1038/nrg3803

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