Betydningen Av Sopp For Mennesket

En Grunn Til Å Sekvensere Soppgenomer

Et av de siste buzzordene i genomforskning er «funksjonell genomikk», som i hovedsak er studiet av ny genfunksjon gjennom direkte manipulering av genomet. Den primære grunnen til å gjøre dette er at å vite sekvensen av gjær og andre organismer har gjort det klart at vi ikke kjenner funksjonen til mange av de forutsagte åpne leserammer. Evnen til å manipulere genomet av enkle eukaryoter som S. cerevisiae og A. nidulans gjør dem attraktive for å begynne studier som vil belyse funksjonen til disse ukjente gener. Dette vil bli mye vanskeligere å oppnå med nye gener i det menneskelige genomet, bortsett fra i de sjeldne tilfellene hvor naturen har gitt oss mutasjoner. På samme måte er funksjonell genomikk ved hjelp av nåværende genmålrettingsmetoder i musen vanskelig og kostbar, selv om nye teknologier utvikles som til slutt kan gjøre denne tilnærmingen holdbar. Fordi filamentøse sopp representerer en stor gruppe organismer der mange av de samme verktøyene som er tilgjengelige for å studere spirende gjærgener, kan brukes, vil det være mulig å vurdere nye genfunksjoner i disse organismene. Deres varierte livsstil og kompleksiteten i deres cellulære funksjoner bør gi et utmerket supplement til arbeidet som skjer i spirende og fisjon gjær.

Hva gjør a. nidulans et passende valg for et genomsekvenseringsprosjekt? Nidulans har blitt brukt mye for å ta opp grunnleggende spørsmål om biologi siden 1950-tallet. Den relativt enkle genetikken til denne filamentøse soppen har blitt brukt til å undersøke en rekke genetiske fenomener, inkludert mekanismene som regulerer karbon-og nitrogenmetabolisme, cellesyklus, cytoskeletale funksjoner og utvikling (Morris And enos 1992; Marzluf 1993;Navarro-Bordonaba And Adams 1994; Osmani and Ye 1996). Som sådan har a. nidulans spilt en viktig rolle som en modell eukaryotisk organisme. Sannsynligvis viktigere er rollen som denne organismen har spilt som et modellsystem for undersøkelse av spørsmål om biologi til andre medlemmer av slekten som positivt og negativt påvirker mennesket. Medlemmer Av Slekten Aspergillus brukes som store produsenter av sitronsyre, industrielle enzymer; amylaser, proteaser og lipaser, for å nevne noen, og andre av slekten er patogener av mennesker eller er ansvarlige for matskader og produksjon av giftige sekundære metabolitter som aflatoksin. Den totale økonomiske virkningen Av Slekten Aspergillus på BARE USA økonomien er beregnet til ∼$45 milliarder. Fordi a. nidulanshar spilt en viktig rolle i vår forståelse av denne store og mangfoldige slekten, og på grunn av den klare økonomiske betydningen av disse organismene, er det viktig at vi får et mer detaljert bilde av dens genom.

tidligere aspekter Av Aspergillus nidulans genome project stole på klassisk genetikk fastslått at dens genom består av åtte koblingsgrupper eller kromosomer. Disse koblingsgruppene ble definert ved hjelp av paraseksuelle genetiske metoder og mitotisk rekombinasjon for å demonstrere sammenheng mellom vidt adskilte gener på kromosomarmer (Clutterbuck 1974). Denne etableringen av åtte koblingsgrupper har blitt bekreftet ved hjelp av pulserende felt gelelektroforese, som løser de åtte koblingsgruppene i seks bånd, hvorav to er dubletter og kan separeres ved hjelp av translokasjonsstammer. Disse studiene estimerte genomet til å være 31 megabaser (Brody and Carbon 1989), i god avtale med estimater av størrelsen på genomet ved hjelp av reassociation kinetikk og kolorimetrisk bestemmelse (Bainbridge 1971; Timberlake 1978). Dermed er genomet Til A. nidulans 2,5 × 107 til 3,0 × 107 basepar i størrelse og inneholder få repetitive DNA-sekvenser. Den relativt små størrelsen På a. nidulansgenome, den begrensede mengden repeterende DNA, og dens betydning som modellorganisme gjør den egnet for sekvensering.

på en måte er hele genomet Av a. nidulans allerede sekvensert. To cosmid-biblioteker med 5134 individuelle kloner ble konstruert for flere år siden og lagret som individuelle kloner i mikrotiterplater. Disse bibliotekene ble senere sortert etter hybridisering i kromosomspesifikke undergrupper som anslås å dekke ∼95% av hvert kromosom (Brody et al. 1991). Kartleggingen av disse bibliotekene har blitt gjennomført enda lenger. Ved hjelp av en rask tilfeldig kostnad algoritme metode de to cosmid biblioteker ble brukt til å konstruere et fysisk kart over kromosom IV Av a. nidulans (Wang et al. 1994). Dette arbeidet har blitt utvidet til å utvikle fysiske kart for alle åtte av kromosomene Til a. nidulans genom. Disse kartene og metodene som brukes til å utlede dem, finnes på nettstedethttp: / / fungus. genetics.uga. edu:5080/. Ved å bruke disse metodene for å bygge fysiske kart for hver av kromosomene, danner grunnlaget for storskala DNA-sekvensering av a. nidulans genom kunne begynne. Det er imidlertid også viktig å påpeke at disse kartene også har resultert i noen bekymring fra medlemmer av theA. nidulans samfunn fordi det er flere tilfeller der de ikke er kolineære med det genetiske kartet. Mangelen på kolinearitet kan gjenspeile den dårlige kvaliteten på det genetiske kartet, som er basert på å tildele rekkefølgen av gener fra trepunktskryss. Alternativt kan disse ordrene være feil fordi de genetiske markørene som ble brukt var for langt fra hverandre, og forhindret riktig bestilling. Klart er dette et problem som vil bli løst i tide, når hele sekvensen av genomet er kjent.

så hvorfor sekvenserer vi ikke genomet Av a. nidulans eller andre filamentøse sopp? Nåværende sekvenseringsarbeid blir rettet mot mikrobielle organismer som er av medisinsk betydning, for eksempel sykdomsfremkallende bakterier. Det antas at avklaringen av deres genomsekvens har potensial til å gi umiddelbar innsikt i nye terapeutiske strategier. Dette er noe uheldig ved at vi ignorerer hele grupper av organismer mens vi prøver å avgjøre om hele genomsekvensering vil være nyttig. Når disse prosjektene fortsetter, må vi vurdere andre rasjoner for genomsekvensering, inkludert viktigheten av å kunne analysere genfunksjon etter identifisering av åpne leserammer ved sekvensanalyse. Det er nettopp her gjærgenominnsatsen nå står. Forskere står overfor å bestemme nye genfunksjoner, og det samme vil være sant for enhver organisme som vi bestemmer hele sekvensen for. Noen av disse genene vil være spesifikke for gjær, andre vil ha roller gjennom soppene, og andre vil fungere i alle eukaryoter. For å lære hvilken klasse hvert gen faller inn i, vil det være viktig å skaffe sekvenser fra mange organismer. Det vil være veldig uheldig hvis livsforskere ikke tar en aktiv rolle i å velge de organismer hvis genomer skal sekvenseres. Det forsiktige utvalget av organismer vil trolig gi oss større innsikt i prosessene for artsdannelse og genomutvikling. I tilfelle av sopp, som antas å ha divergert om en milliard år siden, er disse spørsmålene spesielt relevante.

vi som forskere må være bekymret for et annet problem som genomstudier vil øke. Dette problemet er at det ikke er mulig å utlede genfunksjon fra en sammenligning av gensekvenser. Vurder det generelle problemet med store enzymfamilier. Den kjemiske reaksjonen katalysert av enzymer i familien kan være den samme, men deres substrater kan være svært forskjellige. På grunn av dette kan direkte sekvenssammenligning bare gi en veiledning til et genprodukts funksjon, men ikke substratene det virker på. Således kan vi i dette eksemplet si at et genprodukt deler et katalytisk sted med det for andre i familien, men vi kan ikke si hvilken biokjemisk vei den fungerer i. Når vi begynner å undersøke funksjonen til nye genprodukter, må vi huske på at selv om to gener koder for lignende proteiner, kan de fungere annerledes, eller som i tilfelle av enzymer med lignende aktiviteter, kan de fungere i forskjellige veier. Dette gir en annen grunn til å studere genfunksjon i mer enn et lite antall systemer. Endelig kan et gen avsløre sin cellulære funksjon lettere i ett system enn i et annet fordi systemets biologi har et spesielt krav til funksjonen.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.