测序后如何发现基因组的重要性?

我们已经排序了基因组,将其放回并识别出基因,但现在我们需要找出这个基因组可以告诉我们以及它与其他基因组的比较。

生物信息学4:比较

什么是挑战?

  • 我们已经确定了基因和其他感兴趣的领域,但我们尚未了解其整体意义。我们如何使用这些信息来回答生物学问题?

我们需要做什么?

  • 我们需要比较基因组我们已经对其他基因组进行了测序,以确定相似性和差异性。
  • 该基因组比较的结果将取决于所要求的问题:

德诺维测序

  • 德诺维测序是第一次测序生物体的基因组。
  • 比较基因组后德诺维测序基于其他生物的基因组之间的发现差异和相似性。
  • 科学家比较DNA序列来确定相关的两个物种的密切相关。
已排序的基因组如何存储和共享?

显示四个伟大的猿的基因组的比较和他们的进化相关性的例证。图像信用:Genome Research Limited

  • 这可能会对生物体和如何“工作”提供深入洞察。
    • 例如,新测序的动物的基因组序列数据或模型生物可以与人类的基因组序列相比较。
    • 通过将两者比较在一起,可以识别任何类似的基因。例如,小鼠基因组与人类基因组非常相似。
    • 然后可以使用该信息来研究小鼠和人类表型中的相似性。例如,这遗传变异与小鼠中的耳聋有关,但这是人类的情况吗?
    • 突变体也可以创造(具有特定基因的有机体突变为了研究一个特定基因的功能。例如,我们发现这种基因与耳朵发育有关,但当该基因失效或完全缺失时,又会有什么影响呢?
  • 基因组测序也已用于帮助解决医院的耐药性。
    • 例如,细菌那个原因结核结核分枝杆菌已成为全球健康问题,因为某些菌株对许多人产生了影响抗生素(多种毒性结核)使它们几乎不可能治疗。
    • 通过鉴定细菌的新抗性菌株并测序其DNA,可以了解如何了解耐药性来了。
    • 科学家们发现结核分枝杆菌在几个渐变阶段的抗性发展。
    • 通过鉴定与抗生素抗性相关的基因组中的突变,可以监测即将进化到下一阶段的菌株。
    • 然后可以制定药物来试图干扰这一点进化在它发生之前。

重新开始

  • 在注释期间发现的遗传变异的重要性进行评估。它们是有意义的吗?还是仅仅作为“乘客”存在——在物理上与利益变体有联系,但在任何方面都无助于其生物学效应?
  • 重新排序的例子:
    • 任何两个人都在遗传上,约99.5%。人们之间变化的遗传物质的微小百分比可以为关键生物问题提供线索。例如,是否存在坐在一个已知的基因内的变体癌症引起突变?这种变体以前在别人身上见过吗?如果有,这些人的疾病特征是否有重叠?
    • 2008年推出的1000个基因组项目,旨在产生这些差异的目录,这些差异是从世界各地的26个人群中排序超过1,000多名匿名人的基因组。他们希望通过研究每个基因组之间的相似性和差异,他们能够解释易受疾病的易感性的个体差异,对毒品或对环境因素的反应反应。
    • 由2010年的惠康信托推出的UK10K旨在分析4,000名健康人的基因组,其中6000人目前患有疑似遗传原因疾病,如严重肥胖症。通过比较基因组序列,该研究鉴定了与健康和疾病相关的遗传变异,包括胆固醇水平和骨骼健康。希望项目产生的信息将改变我们对人类的理解遗传变异
    • 在这些突出期间,使用原始人类基因组参考序列作为模板组装并注释每个测序的基因组。
    • 然后将每一个基因组相互比较,并与参考序列进行比较,以发现关键的差异和相似性,从而可能识别出与特定特征或疾病相关的遗传变异。
我们如何找出基因组测序后的意义?

说明导致遗传性血液疾病β-地中海贫血的β-珠蛋白基因的点突变的插图。图像信用:Genome Research Limited

此页面上次更新于2021-04-21