חוקרים ממפים את הגנום עבור חתולים, דולפינים, ציפורים ועשרות בעלי חיים אחרים

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


חוקרים מיפו שרטוטים גנטיים עבור 51 מינים כולל חתולים, דולפינים, קנגורו, פינגווינים, כרישים וצבים, תגלית שמעמיקה את הבנתנו את האבולוציה ואת הקשרים בין בני אדם ובעלי חיים.

פרסומת

"ליכולת לגשת למידע הגנטי הזה יהיו השלכות עצומות על הבנת בריאות האדם והאבולוציה", אמר המחבר הראשי מייקל שץ, פרופסור מובהק של בלומברג למדעי המחשב והביולוגיה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס. "עבודה רבה על תרכובות תרופות מתחילה בעכברים ובמודלים של בעלי חיים אחרים, כך שהבנת הגנום שלהם והגנום של בעלי חיים אחרים מועילה לנו ישירות".

הצוות, שעבד עם פרויקט הגנום של החולייתנים, רצף את הגנום של 51 מיני בעלי חוליות, תוך עדיפות לאלו שהם מודלים שימושיים להבנת האבולוציה האנושית. החוקרים פיתחו אלגוריתמים ותוכנות מחשב חדשניות שחותכות את זמן הרצף מחודשים – או עשרות שנים במקרה של הגנום האנושי – לעניין של ימים.

הממצאים פורסמו לאחרונה בכתב העת טבע ביוטכנולוגיה.

יונקים, תת-קבוצה של חולייתנים הכוללת פרימטים, כלבים, חתולים, עכברים ובני אדם, חולקים 50% עד 99% מאותו DNA וכמעט כל הגנים מאב קדמון משותף שחי לפני כ-200 מיליון שנה. על ידי השוואת הגנום המלא של מינים אלה, החוקרים יכולים להתחיל לזהות מתי והיכן התפצלו רצפי ה-DNA ואת ההשלכות של ההבדלים הללו על בני אדם. אבל, אומרים חוקרים, עבודה זו הוגבלה על ידי מספר ואיכות הגנומים הזמינים של בעלי חוליות, שהתמקדה בכמה מינים מרכזיים.

גנומים של בעלי חוליות הם באורך של מיליארדי תווים, ארוכים מדי מכדי שטכנולוגיית ריצוף גנים כלשהי תוכל לקרוא במעבר שלם אחד. החוקרים חייבים להסתמך על כלים שמפרקים את הגנום למקטעים קטנים יותר וקלים יותר לקריאה. לאחר מכן תוכניות מחשב לוקחות את הקטעים הללו וקובעות כיצד הם משתלבים זה בזה, כמו חלקים של פאזל.

אבל הטכנולוגיה המסורתית לא הצליחה לסיים את הפאזל.

"האם אי פעם עשית פאזל ענק שבו בשלב מסוים כל מה שנשאר הוא שמיים כחולים, ואתה לא חושב שאי פעם תוכל להתאים את החלקים הנכונים? התוכנה הישנה בעצם תוותר על החלקים הקשים האלה. של הגנום. זו הבעיה בהרכבת הגנום", אמר שץ. "התוכנית החדשה שלנו, תוך שימוש בנתוני הרצף העדכניים ביותר ובאלגוריתמי ההרכבה העדכניים ביותר, יודעת לעבוד דרך החלקים הללו כדי לקבל תמונה מלאה יותר."

כדי לבדוק את הטכנולוגיה שלהם, החוקרים מיפו את הגנום של חוחית הזברה, ציפור שיר שכבר רצפה לחקור את התפתחות המוח. הטכנולוגיה החדשה הייתה טובה בהרבה בהרכבה מחדש של מקטעים של הגנום, יצירת מפה מדויקת ושלמה יותר.

תוכנת הקוד הפתוח זמינה באופן מקוון באמצעות Galaxy, פלטפורמה מבוססת אינטרנט, המבוססת בג'ונס הופקינס ופן סטייט, המציעה תוכנה מדעית בחינם לציבור ותומכת בחצי מיליון מדענים ומחנכים ברחבי העולם.

"בעבר, רק לקומץ של קבוצות מחקר מובחרות הייתה גישה למשאבים הדרושים להרכבת הגנומים הללו. כעת, כל מי בעולם שיש לו גישה לאינטרנט יכול לבקר באתר ובכמה לחיצות על הכפתור, להפעיל כלים מדעיים מרובים", אמר אלכס אוסטרובסקי, מהנדס תוכנה של ג'ונס הופקינס בצוות ה-Galaxy, שהיה אחראי להפיכת הכלים לקלים לשימוש עבור שאינם מקודדים.

הצוות ימשיך לעבוד עם פרויקט הגנום של החולייתנים כדי לרצף את הגנום של לפחות מין אחד בכל 275 סדרי החוליות.

"במובנים מסוימים, אנחנו בונים מכונת זמן אבולוציונית", אמר שץ. "אנו יכולים לעקוב אחר האופן שבו חולייתנים התפתחו עם הזמן ובסופו של דבר הולידו גנים ורצפים שנמצאים באופן ייחודי בבני אדם.

"מיפוי הגנים של בני הדודים האבולוציוניים שלנו יעזור לנו להבין טוב יותר את עצמנו."

עבודה זו בוצעה בשיתוף פעולה עם חוקרים מאוניברסיטת מדינת פנסילבניה, אוניברסיטת רוקפלר ומספר מוסדות נוספים. משאבים חישוביים סופקו על ידי ה-Advanced Cyberinfrastructure Coordination Ecosystem (ACCESS-CI), מרכז המחשוב המתקדם של טקסס, הענן המדעי JetStream2 ומרכז הנתונים Rockfish באוניברסיטת ג'ונס הופקינס.



קישור לכתבת המקור – 2024-01-29 19:23:32

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר