Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Yeni genom hizalama aracı ile omurgalı evrimi üzerine yeni araştırma

11.11.2020
326
Yeni genom hizalama aracı ile omurgalı evrimi üzerine yeni araştırma

Yeni genom hizalama aracı, kuşların ve memelilerin evrimini anlamada, yüzlerce türün genomlarını karşılaştırmak için yeni yöntemlerle mümkün kılınan büyük ilerlemeleri sunuyor.

Karşılaştırmalı genom bilimi, türler arasındaki evrimsel ilişkileri incelemek ve birçok tür arasında korunan temel işlevlere sahip DNA dizilerini tanımlamak için genomik verileri kullanır.

Bu yaklaşım, farklı genomlardaki karşılık gelen konumların karşılaştırılabilmesi için genom dizilerinin hizalanmasını gerektirir, ancak genom sayısı arttıkça bu giderek zorlaşır.

UC Santa Cruz Genomics Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, 600’den fazla omurgalı genomunda bugüne kadar ulaşılan en büyük genom hizalaması da dahil olmak üzere yeni çalışmaları mümkün kılan güçlü bir yeni genom hizalama yöntemi geliştirdi.

UC Santa Cruz Genomics Enstitüsü

Sonuçlar, türlerin genetik düzeyde birbirleriyle nasıl ilişkili olduklarına dair ayrıntılı bir görünüm sağlar.

UC Santa Cruz’da biyomoleküler mühendislik Doçenti Benedict Paten, “Her genomdaki karşılık gelen pozisyonları görmek için DNA dizilerini tam anlamıyla sıralıyoruz, böylece genomun tek tek öğelerine bakabilir ve evrim sürecinde neyin değiştiğini ve neyin aynı kaldığını ayrıntılı olarak görebilirsiniz,” diye açıkladı.

Korunan ve milyonlarca yıllık evrim boyunca değişmeden kalan DNA dizilerinin belirlenmesi, bilim insanlarının çok çeşitli türlerde önemli işlevleri kontrol eden genom öğelerini saptamasını sağlar.

Paten, “Orada bir şeyin önemli olduğunu söylüyor – değişmediği için değişmedi – ve şimdi bunu her zamankinden daha yüksek bir çözünürlükle görebiliyoruz,” diye açıkladı.

Önceki nesil hizalama araçları, her şeyi tek bir referans genomla karşılaştırmaya dayanıyordu ve bu da “referans önyargısı” adı verilen bir soruna neden oluyordu.

Omurgalı Genom Biyolojisi

Paten ve ortak yazar Glenn Hickey, başlangıçta Cactus adında referans içermeyen bir hizalama programı geliştirdiler, bu program o zamanlar en son teknolojiydi, ancak yalnızca küçük ölçekte çalışıyordu.

UCSC lisansüstü öğrencisi Joel Armstrong (şimdi Google’da) daha sonra, yüzlerce ve hatta binlerce genom için çalışabilen Progressive Cactus adlı güçlü yeni bir program oluşturmak için bu programı genişletti.

“Önceki hizalama yöntemlerinin çoğu referans önyargısıyla sınırlıydı, bu yüzden eğer referans insan ise, insan genomunun fare genomu ile ilişkisi ve insan genomunun köpek genomu ile ilişkisi hakkında çok şey söyleyebilirler – ama çok değil.

Joel Armstrong, fare genomunun köpek genomu ile olan ilişkisi hakkında çok şey söylüyor. “Progressive Cactus ile yaptığımız şey, günümüzün genom dizileme projelerinin devasa ölçeğini idare etmek için yeterince verimli ve doğru kalırken, referans önyargı sınırlamasından nasıl kaçınılacağını bulmaktır.”

Joel Armstrong ve Progressive Cactus’u tanımlayan ve yüz milyonlarca yıllık omurgalı evrimini temsil eden 605 genomunun hizalanmasının sonuçlarını sunan makalenin ilk yazarıdır.

Omurgalı Genom Projesi

Bu benzeri görülmemiş hizalama, biri 242 plasentalı memeli ve diğeri 363 kuş için olmak üzere iki küçük hizalamayı birleştiriyor. Diğer iki makale, memeli ve kuş genom hizalamalarına ayrı ayrı odaklanmaktadır.

Bu uluslararası işbirliği çabası, Kopenhag Üniversitesi ve Çin Ulusal GeneBank’taki ortak yazarlar Guojie Zhang, Harvard ve MIT Broad Enstitüsü’nden Elinor Karlsson ve UCSC’den Paten tarafından yönetilen bir organizasyon grubu tarafından koordine edildi.

Bu analizlerde kullanılan genomik veriler iki geniş konsorsiyum tarafından oluşturuldu: kuş genomları için 10.000 Kuş Genomu (B10K) projesi ve memeli genomları için Zoonomia projesi.

Bilim adamları yıllardır on binlerce hayvanın genomlarını sıralamak ve analiz etmek için planlar yapıyorlar. UCSC Genomics Enstitüsü müdürü yardımcı yazar David Haussler, 2009 yılında Genom 10K projesinin başlatılmasına yardımcı oldu.

İlgili çabalar arasında Omurgalı Genom Projesi ve Yeryüzü BioGenom Projesi yer alıyor ve bu projelerin tümü şu anda buhar topluyor.

Paten, “Bunlar çok ileriye dönük makaleler, çünkü geliştirdiğimiz yöntemler binlerce genomun hizalanmasına ölçeklenecek,” dedi.

“Sıralama teknolojisi gittikçe ucuzladıkça ve hızlandıkça, insanlar yüzlerce yeni türü sıralıyor ve bu, evrimsel ilişkileri ve biyolojinin genetik temellerini anlamak için yeni olanaklar sunuyor. Bu genomlarda muazzam miktarda bilgi var.”

Kaynakça: University of California – Santa Cruz tarafından sağlanmıştır.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.