인간에게 곰팡이의 중요성

곰팡이 게놈을 서열화하는 이유

게놈 연구의 최신 유행어 중 하나는 게놈의 직접 조작을 통해 본질적으로 새로운 유전자 기능을 연구하는”기능 유전체학”입니다. 이 작업을 수행하는 주된 이유는 효모와 다른 유기체의 순서를 아는 것은 분명히 우리가 예측 오픈 읽기 프레임의 많은 기능을 모르는 것을 만들었다 때문이다. 같은 간단한 진핵 생물의 게놈을 조작 할 수있는 능력. 니둘란은 이러한 알려지지 않은 유전자의 기능을 설명하는 연구를 시작하는 것이 매력적이다. 이것은 자연이 우리에게 돌연변이를 제공 한 드문 경우를 제외하고는 인간 게놈의 새로운 유전자로 달성하기가 훨씬 더 어려울 것입니다. 마찬가지로,마우스에서 현재 유전자 타겟팅 방법을 사용 하 여 기능 유전체학은 어렵고 비용이 많이 드는,새로운 기술 개발 되 고 있지만 결국 만들 수 있습니다이 접근 방어 가능. 사상 균류는 싹 트는 효모 유전자를 연구하기 위하여 유효한 동일한 공구의 많은 것이 적용될 수 있는 유기체의 광대한 그룹을 대표하기 때문에,이 유기체에 있는 비발한 유전자 기능을 사정하는 것이 가능할 것이다. 그들의 세포질 기능의 그들의 가지가지 생활 양식 그리고 복합성은 싹트고는 그리고 분열 효모에서 계속하는 일에 우수한 보충을 제공해야 한다.

무엇이 니둘란스를 게놈 시퀀싱 프로젝트에 적합한 선택으로 만드는가? 니둘란은 1950 년대부터 생물학의 근본적인 문제를 해결하기 위해 광범위하게 사용되어왔다. 이 사상 균류의 비교적 단순한 유전학은 탄소 및 질소 대사,세포주기,세포 골격 기능 및 발달을 조절하는 메커니즘을 포함한 다양한 유전 현상을 조사하는 데 사용되었습니다(모리스와 이노스 1992;마르즐 루프 1993;나 바로-보르 도나 바 및 아담스 1994;오스마니와 예 1996). 이와 같이 니둘란은 진핵 생물 모델로서 중요한 역할을 해왔다. 아마도 더 중요한 것은이 유기체가 인간에게 긍정적 및 부정적으로 영향을 미치는 속의 다른 구성원의 생물학에 관한 질문을 조사하기위한 모델 시스템으로 수행 한 역할 일 것입니다. 속 아스페르길루스의 일원은 구연산,산업 효소의 대규모 생산자로 이용됩니다;아밀라아제,프로테아제 및 리파제는,약간을 지명하기 위하여,속의 다른 사람은 남자의 병원균 이고 또는 아플라톡신 같이 유독한 이차 대사 산물의 음식 부패 그리고 생산에 책임 있습니다. 아스 페르 길 루스 속이 미국에 미치는 총 경제적 영향 경제는 450 억 달러로 추산됩니다. 왜냐하면 니둘란샤스는 이 크고 다양한 속에 대한 우리의 이해에 중요한 역할을 했기 때문이며,이 유기체들의 명확한 경제적 중요성 때문에,우리가 그 게놈에 대한 보다 상세한 그림을 얻는 것이 필수적이기 때문이다.

고전 유전학에 의존하는 아스 페르 길 루스 니 둘란스 게놈 프로젝트의 초기 측면은 게놈이 8 개의 연결 그룹 또는 염색체로 구성되어 있음을 입증했습니다. 이러한 연결 그룹 염색체 팔(클러 터벅 1974)에 널리 이격 된 유전자 사이의 연결을 설명 하기 위해 부 성 유전자 방법 및 유사 분열 재조합을 사용 하 여 정의 했다. 8 개의 연결 그룹의이 설립 두 이중 고 전 변종을 사용 하 여 분리 될 수 있는 6 개의 밴드로 8 개의 연결 그룹을 해결 하는 펄스 필드 젤 전기 영 동을 사용 하 여 확인 되었습니다. 이 연구는 게놈을 31 메가베이스(브로디와 탄소 1989)로 추정했으며,재 연결 속도론 및 비색 측정법을 사용하여 게놈 크기의 추정치와 잘 일치합니다(베인 브리지 1971;팀버레이크 1978). 따라서,게놈의 A.nidulans2.5×107 3.0×107 기초 쌍에서 크기와는 반복적인 DNA sequences. 상대적으로 작은 크기의 A.nidulansgenome,제한된 양의 반복적인 DNA,그것의 중요성을 모델로 유기체에게 적합한 시퀀싱.

어떤 의미에서,니둘란의 전체 게놈은 이미 서열화되어 있다. 5134 개의 개별 클론을 포함하는 두 개의 코스 미드 라이브러리가 몇 년 전에 제작되어 마이크로 타이터 플레이트에 개별 클론으로 저장되었습니다. 이 라이브러리는 나중에 각 염색체의 95%를 커버하는 것으로 추정되는 염색체 특이 적 하위 집합으로 하이브리드 화에 의해 분류되었습니다. 1991). 이 라이브러리의 매핑은 더욱 진행되었습니다. 빠른 무작위 비용 알고리즘 방법을 사용하여 두 코스 미드 라이브러리는 4 번 염색체의 물리적 맵을 구성하는 데 사용되었습니다. 1994). 이 연구는 니둘란스 게놈의 8 개의 염색체 모두에 대한 물리적 지도를 개발하기 위해 확장되었다. 이러한 지도와 방법을 사용하여 파생들에서 찾을 수 있습니다 sitehttp://이다.유전학.uga.edu:5080/. 이러한 방법을 사용하여 구축하는 물리적 지도 각 염색체의 기초를 제공합하는 대규모 DNA 시퀀싱 A.nidulans 게놈은 시작될 수 있었습니다. 그러나,이지도 또한 테아 회원들로부터 몇 가지 우려의 결과 것을 지적하는 것이 중요하다. 니둘란스 공동체는 유전지도와 동일선상이 아닌 여러 사례가 있기 때문이다. 공선성의 부족은 3 개의 점 십자가에서 유전자의 순서를 할당하기에 근거를 두는 유전 지도의 빈약한 질을 반영할지도 모른다. 또는 사용 된 유전자 마커가 너무 멀리 떨어져있어 적절한 주문을 방해하기 때문에 이러한 주문이 잘못 될 수 있습니다. 분명히이 시간에 해결 될 문제입니다,게놈의 전체 시퀀스가 알려지면.

그렇다면 왜 우리는 니 둘란이나 다른 사상 균류의 게놈을 시퀀싱하지 않습니까? 현재 시퀀싱 노력 질병을 일으키는 박테리아 등 의료 중요성의 미생물 유기 체에 지시 되 고 있다. 그것은 그들의 게놈 시퀀스의 해명 새로운 치료 전략에 즉각적인 통찰력을 얻을 수 있는 잠재력을가지고 믿어진다. 이것은 우리가 전체 게놈 시퀀싱이 유용 할 것인지 여부를 결정하려고하는 동안 우리가 생물의 전체 그룹을 무시하고 있다는 점에서 다소 불행한 일이다. 이러한 프로젝트를 진행,우리는 시퀀스 분석에 의해 열린 읽기 프레임의 식별 다음 유전자 기능을 분석할 수 있는의 중요성을 포함 한 게놈 시퀀싱에 대 한 다른 이론적 근거를 고려할 필요가. 효모 게놈 노력이 지금 서 어디 정확합니다. 연구자들은 새로운 유전자 기능을 결정하는 것에 직면 해 있으며,우리가 완전한 서열을 결정하는 모든 유기체에 대해서도 마찬가지입니다. 이 유전자 중 일부는 효모에 특이 할 것이고,다른 유전자는 곰팡이 전체에서 역할을 할 것이며,다른 유전자는 모든 진핵 생물에서 기능 할 것입니다. 각 유전자가 어떤 클래스에 속하는지 배우는 것은 수많은 유기체로부터 서열을 얻는 것이 중요 할 것입니다. 생명 과학자들이 게놈이 시퀀싱되어야하는 유기체를 선택하는 데 적극적인 역할을하지 않으면 매우 불행한 일이 될 것입니다. 생물의 신중한 선택은 우리에게 종 분화와 게놈 진화의 과정에 더 큰 통찰력을 줄 가능성이 높습니다. 약 10 억 년 전에 갈라진 것으로 추정되는 곰팡이의 경우,이러한 질문은 특히 관련이 있습니다.

과학자로서 우리는 게놈 연구가 제기 할 또 다른 문제에 대해 우려 할 필요가있다. 이 문제는 유전자 서열의 비교에서 유전자 기능을 유도 할 수 없다는 것입니다. 큰 효소 가족의 일반적인 문제를 고려하십시오. 가족의 효소에 의해 촉매 된 화학 반응은 동일 할 수 있지만 그 기질은 매우 다를 수 있습니다. 이 때문에 직접 서열 비교는 유전자 산물의 기능에 대한 안내를 제공 할 수 있지만 작용하는 기질은 제공하지 않습니다. 따라서,이 예에서 우리는 유전자 산물이 가족의 다른 사람들과 촉매 부위를 공유한다고 말할 수 있지만 그것이 기능하는 생화학 적 경로는 말할 수 없습니다. 우리가 새로운 유전자 산물의 기능을 조사하기 시작할 때 우리는 두 개의 유전자가 유사한 단백질을 코딩하지만 다르게 기능하거나 유사한 활동을 가진 효소의 경우와 같이 다른 경로에서 기능 할 수 있음을 명심해야합니다. 이것은 소수의 시스템 이상에서 유전자 기능을 연구하는 또 다른 이유를 제공합니다. 마지막으로,유전자는 체계의 생물학에는 기능을 위한 특별한 필요조건이 있기 때문에 또 다른 한개에서 보다는 1 개의 체계에서 그것의 세포질 기능을 즉시 계시할지도 모릅니다.

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