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      科學(xué)家將最常見(jiàn)面包小麥的基因組拼湊在一起
      
			
      
				2018-12-18 10:58:40
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      約翰斯·霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家們報(bào)告說(shuō)，他們已經(jīng)成功地使用了兩種不同的基因技術(shù)來(lái)組裝迄今為止最完整的基因組序列，小麥?zhǔn)怯脕?lái)制作面包的最常見(jiàn)的小麥種。關(guān)于這一成就的報(bào)告發(fā)表在10月23日的GigaScience雜志上，就在他們關(guān)于面包小麥“祖先”(Aegilops tauschii)測(cè)序的相關(guān)報(bào)道前幾周，該報(bào)告于11月15日出版于“ 自然”雜志上。
      

      科學(xué)家將最常見(jiàn)面包小麥的基因組拼湊在一起
      

      他們一起說(shuō)，小麥基因組序列可以幫助生物學(xué)家不僅更好地了解小麥的進(jìn)化歷史，而且還可以推動(dòng)尋求更強(qiáng)壯，更抗蟲(chóng)和抗旱的小麥類型，以幫助養(yǎng)活世界不斷增長(zhǎng)的人口。“經(jīng)過(guò)多年的努力，我們終于能夠?yàn)檫@個(gè)極具挑戰(zhàn)性的基因組產(chǎn)生高質(zhì)量的裝配體，”約翰霍普金斯大學(xué)惠廷學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程的彭博杰出教授Steven Salzberg博士說(shuō)。工程學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的McKusick-Nathans遺傳醫(yī)學(xué)研究所。
      

      約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家表示，面包小麥?zhǔn)强茖W(xué)界已知的最復(fù)雜的基因組之一，含有約160億個(gè)堿基對(duì)的DNA和6個(gè)7個(gè)染色體的拷貝。相比之下，人類基因組大約小五倍，約有30億個(gè)堿基對(duì)和23個(gè)染色體的兩個(gè)拷貝。以前發(fā)表的面包小麥基因組版本在其高度重復(fù)的DNA序列中含有大的空白。“這種基因組的重復(fù)性質(zhì)使其難以完全測(cè)序，”薩爾茨伯格說(shuō)。“這就像試圖拼湊出一幅巨大的藍(lán)天景觀場(chǎng)景的拼圖游戲。有許多非常相似的小塊可以拼湊起來(lái)。”
      

      新組裝的面包小麥基因組花費(fèi)了30萬(wàn)美元用于測(cè)序，約翰斯霍普金斯大學(xué)的研究人員花了一年時(shí)間將1.5萬(wàn)億基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)組裝成153.3億個(gè)堿基對(duì)的最終組裝。
      

      為此，Salzberg和他的團(tuán)隊(duì)使用了兩種基因組測(cè)序技術(shù)：高通量短讀序列和長(zhǎng)讀，單分子測(cè)序。顧名思義，高通量測(cè)序可以非?？焖偾伊畠r(jià)地產(chǎn)生大量DNA堿基對(duì)，盡管這些片段非常短 - 這個(gè)項(xiàng)目只需150個(gè)堿基對(duì)。為了幫助組裝重復(fù)區(qū)域，約翰霍普金斯大學(xué)的研究小組使用了實(shí)時(shí)的單分子測(cè)序技術(shù)，該測(cè)序可以讀取DNA，因?yàn)樗窃谛酒系奈⑿〖{米級(jí)孔中合成的。該技術(shù)使科學(xué)家能夠通過(guò)測(cè)量復(fù)制每個(gè)DNA堿基時(shí)發(fā)出的熒光信號(hào)，一次讀取多達(dá)20,000個(gè)堿基對(duì)。
      

      Salzberg說(shuō)，對(duì)這種規(guī)模的基因組進(jìn)行測(cè)序不僅需要遺傳專業(yè)知識(shí)，還需要在世界上相對(duì)較少的研究機(jī)構(gòu)中提供非常大的計(jì)算資源。該團(tuán)隊(duì)嚴(yán)重依賴于馬里蘭高級(jí)研究計(jì)算中心，這是一個(gè)由霍普金斯大學(xué)和馬里蘭大學(xué)共享的計(jì)算中心，擁有超過(guò)20,000個(gè)計(jì)算機(jī)核心(CPU)和超過(guò)20PB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)使用大約100個(gè)CPU年來(lái)將這個(gè)基因組整合在一起。
      
			

			
        
      
			
      
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