Главная / Новости / Новый алгоритм сборки хромосом на основе данных секвенирования следующего поколения

Новый алгоритм сборки хромосом на основе данных секвенирования следующего поколения

Новый алгоритм сборки хромосом на основе данных секвенирования следующего поколения

Одной из наиболее сложных проблем в области геномики является сборка относительно коротких частей ДНК в полные хромосомы. В новой статье, опубликованной в издании Национальной академии наук «Proceedings of the National Academy of Sciences», описано, каким образом междисциплинарная группа исследователей в области геномики и компьютерных технологий решила эту проблему, создав алгоритм, который может быстро воссоздавать виртуальные хромосомы без предварительных сведений о том, как организован геном.

Эффективные методы секвенирования ДНК, разработанные около 15 лет назад, известные как технологии секвенирования следующего поколения (NGS), создают тысячи коротких фрагментов. В образцах, генетика которых уже хорошо изучена, существующая информация может быть использована для организации и упорядочивания фрагментов NGS, что замещает собой использование эскиза полной картины в качестве руководства к решению головоломки. По мере того, как ученые в области геномики выдвигают менее изученные виды, становится все труднее справиться с этой головоломкой.

Чтобы решить эту проблему, команда во главе с Харрисом Левином, заслуженным профессором эволюции и экологии, ректором исследовательского отделения в Университете Калифорнии (Дэвис), и Цзянь Ма, ассистентом профессора в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, создали компьютерный алгоритм, который использует известную организацию хромосом одного или нескольких известных видов и информацию NGS из недавно секвенированного генома для создания виртуальных хромосом.

«Мы впервые показываем, что хромосомы могут быть собраны на основе данных NGS без помощи существующей генетической или физической карты генома», – говорит Левин. По словам Левина, новый алгоритм будет очень полезен при проведении крупномасштабных проектов по секвенированию, таких как G10K, являющийся попыткой секвенирования 10000 геномов позвоночных, из которых очень немногие имеют карту. «Как мы уже показали ранее, еще много предстоит узнать о фенотипической эволюции – начиная от того, как хромосомы организованы в одном виде по сравнению с другими видами», – говорит он.

Данный алгоритм – RACA (сборка хромосомы при помощи справочных данных) – разработан совместно Джебом Ким, в настоящее время работающим в Университете Конкук в Южной Корее, и Денисом Ларкиным из Университета Аберистуита, Уэльс. Ким создал программный инструмент, который оценивали с использованием данных моделирования, стандартизированных наборов данных генома, а также основной сборки NGS секвенировнного генома тибетской антилопы, сгенерированных институтом геномики BGI (Шеньчжень, Китай) в сотрудничестве с профессором Ри-Ли Ге в Университете Цинхай, Китай. Ларкин руководил экспериментальной проверкой, осуществляемой в сотрудничестве с учеными BGI, которая доказывает, что прогнозы относительно организации хромосом были очень точны.

Ма говорит, что новый алгоритм RACA будет работать еще лучше по мере того, как развивающиеся технологии NGS будут производить более длинные цепочки последовательностей ДНК. Даже при том, какие надежды возложены на секвенаторы новейшего поколения, сборка полных хромосом всегда будет сложной технической проблемой, особенно для сложных геномов. Прогнозы RACA направлены на решение этой проблемы и могут быть включены в текущие рекомендации по сборке NGS.


Источник:
medicalnewstoday.com



Смотрите также: