Dernière séquençage Cibles: Gibbon séquence du génome pour ajouter à l'Arbre Primat

Admin Juillet 2, 2015 Santé 248 0
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À grande échelle de NHGRI séquençage Réseau de recherche et leurs partenaires internationaux ont déjà séquencé - ou ont été approuvés pour la séquence - avec une couverture de haute densité les génomes de plusieurs primates non-humains, y compris le chimpanzé (Pan troglodytes), le macaque rhésus (Macaca mulatta), l'orang-outan (Pongo pygmaeus), ouistiti (Callithrix jacchus) et le gorille (Gorilla gorilla).

"La séquence du génome de gibbon permettra aux chercheurs des informations cruciales lorsque l'on compare la séquence du génome humain et d'autres génomes de primates, faire la lumière sur les mécanismes moléculaires impliqués dans la santé et la maladie - contre les maladies infectieuses et les troubles neurologiques de la maladie mentale et le cancer », a déclaré le Directeur NHGRI Francis S. Collins, MD, Ph.D.


Le génome du gibbon est unique parce qu'il porte un grand nombre extraordinaire de réarrangements chromosomiques, même par rapport à d'autres primates. Ces réarrangements surviennent lorsque de petits ou grands segments d'un chromosome se détachent et se reconnecter à la même chromosome ou un autre chromosome. Ces réarrangements chromosomiques peuvent causer des ravages sur une cellule, et peuvent contribuer à des anomalies congénitales ou le cancer chez les humains. Le génome du gibbon sera également aider les scientifiques à mieux comprendre réarrangements appelés duplications segmentaires, qui sont de grands exemplaires, presque identiques de l'ADN présent dans au moins deux endroits dans le génome humain. Un certain nombre de maladies sont connues pour être associée à des mutations dans les régions segmentaires doubles, dont une forme de retard mental et d'autres défauts neurologiques et de la naissance.

Duplications segmentaires couvrent 5,3 pour cent du génome humain, nettement plus élevé que dans le génome du rat, qui présente environ 3 pour cent, ou le génome de la souris, qui a entre 1 et 2 pour cent. Duplications segmentaires fournissent une fenêtre pour comprendre comment le génome humain a évolué et comment il peut encore changer. La proportion élevée de duplications segmentaires dans le génome humain montre comment les gènes humains ont subi innovation fonctionnelle rapide et changement structurel il ya plus de 40 millions de dernières années, contribuant probablement à des caractéristiques uniques que les humains distincts de ancêtres primates non humains .

En séquençant les génomes des grands primates, les chercheurs sont en mesure d'étudier plus en détail les différences entre les primates et les humains. Par exemple, l'analyse de la séquence du génome de chimpanzé a révélé que trois gènes clés impliqués dans l'inflammation ont été supprimés dans le génome de chimpanzé, qui pourrait expliquer certaines des différences connues entre les réponses immunitaires et inflammatoires de chimpanzés et les humains. L'identification de ces gènes donne aux chercheurs un point de départ plus précis pour la compréhension des mécanismes moléculaires et de développer de meilleurs diagnostics et thérapies impliqués dans les maladies immunitaires et inflammatoires.

En outre, certains primates sont importants modèles biomédicaux en raison de leurs similarités génétiques, physiologiques et métaboliques avec les humains. Par exemple, le macaque rhésus est un modèle de recherche indispensable pour le développement de médicaments, les neurosciences, la biologie du comportement, physiologie de la reproduction, de l'endocrinologie et des études cardiovasculaires. Aussi, parce qu'il peut être infecté par le virus de l'immunodéficience simienne, un cousin proche du virus de l'immunodéficience humaine (VIH), le rhésus est largement reconnu comme le meilleur modèle animal pour la recherche sur le syndrome d'immunodéficience acquise, ou sida. Il sert également comme un modèle précieux pour l'étude d'autres maladies infectieuses humaines et la recherche de vaccins, plus récemment pour le virus qui cause le syndrome respiratoire aigu sévère, ou SRAS.

En comparant le génome humain avec les génomes des autres primates non humains et d'autres organismes a été montré pour être un outil efficace pour identifier la fonction et la structure des gènes. La plupart des sections du génome humain origine bien avant les humains eux-mêmes. En conséquence, les scientifiques peuvent utiliser les séquences du génome des organismes choisis stratégiquement en savoir plus sur comment, quand et pourquoi les génomes de l'homme et d'autres mammifères sont venus à être composée de certaines séquences d'ADN.

Le dernier étage de séquençage, qui comprend le gibbon, a récemment été approuvé par le Conseil consultatif national pour la recherche sur le génome humain, un comité fédéral qui conseille NHGRI engagé sur les priorités et les objectifs du programme. Il consiste également à un certain nombre d'organismes dont la séquence du génome sera ajouté à la liste des priorités stratégiques globales pour le programme de séquençage génomique pour le séquençage à grande échelle de l'NHGRI.

Sept mammifères qui ont déjà été approuvés pour la couverture du génome à séquencer faible densité ont été ciblés maintenant être séquencé avec une couverture du génome à haute densité. Les séquences du génome affinés améliorer la précision des comparaisons entre les génomes de mammifères, l'un des moyens les plus efficaces pour identifier environ 5 pour cent du génome humain à 3 milliards de paires de base qui est de toute évidence plus fonctionnelle.

Les sept mammifères à séquencer sont: le tatou à neuf bandes (tatou à neuf bandes); chat domestique (Felis catus); cochon Guinée (Cavia porcellus); Savannah éléphant (Loxodonta africana); musaraigne des arbres (des espèces Tupaia); lapin (Oryctolagus cuniculus); et une espèce de chauve-souris qui seront déterminées par la disponibilité d'un échantillon d'ADN de haute qualité et la chauve-souris sélectionnés? s promettent comme un modèle biomédical. NHGRI a récemment approuvé le séquençage du cheval (Equus caballus) pour la couverture du génome de haute densité.

Une série de cinq champignons appelés dermatophytes, qui sont les sources les plus courantes de maladie fongique humaine, aura également leurs génomes séquencés. champignons dermatophytes sont très contagieuses et infectent des millions de personnes dans le monde qui conduisent à des coûts d'environ 400 millions de dollars par année pour le traitement seul. Les dermatophytes sont séquencer Trichophyton rubrum, de Microsporum canis et Microsporum gypseum, dont chacun sera séquencé à une couverture du génome à haute densité; et tonsurans et Trichophyton equinum, qui tous deux doivent être séquences pour une densité moyenne de couverture du génome. Les scientifiques seront alors en mesure de comparer les informations sur la séquence du génome de ces organismes pour déterminer quels gènes sont responsables des différences de pouvoir infectieux. Ces gènes seront les points de départ pour le développement de la logique un diagnostic plus efficace, la prévention et les approches de traitement aux infections fongiques chez les humains et les animaux.

Aussi sélectionné dans la dernière ronde est un projet de séquençage jusqu'à 50 souches de la levure Saccharomyces cerevisiae. Le génome de Saccharomyces cerevisiae a été achevée en 1996 et est un modèle primaire pour étudier les changements dans les génomes qui peuvent contribuer à la santé et la maladie. Les données génomiques fournies par cet effort permettront aux chercheurs de développer des outils de base pour mieux comprendre la variation humaine, tels que la distinction fonctionnelle des variations non-fonctionnels au sein de gènes.

Une dernière série de cibles de séquençage a été choisi pour répondre à la question: Qu'est-ce que les gènes et d'autres caractéristiques génomiques ont été responsables de l'origine des organismes multicellulaires? Il ya plus de 1 milliards d'années, deux des principaux groupes de multicellulaire organismes (champignons et animaux) ont partagé un ancêtre unicellulaire. Ce projet couvre dix des premières branches d'animaux et de champignons ainsi que certains de leurs parents unicellulaires qui fournit, pour la première fois, les données complètes pour combler les lacunes dans notre compréhension de l'animal et de l'évolution fongique. Des recherches récentes ont montré que certains gènes dans le génome humain qui sont responsables pour le développement des animaux ont rapidement été soulevées beaucoup plus tôt que la pensée, dans certains cas, dans les organismes unicellulaires. Par conséquent, cet ensemble de dix objectifs est susceptible de révéler les origines d'autres gènes importants pour le multi-cellularité dans tous ces animaux, y compris les humains. Les dix buts, qui impliquent relativement petits génomes, comprennent six à être séquencé avec une couverture du génome à haute densité: Capsaspora Owczarzak; Arctica Sphaeroforma; aimables Amastigomonas; une espèce ou Codosiga Salpingoeca; Allomyces macrogynus; et simplex Nucleria; et quatre à être séquencé à la couverture du génome de faible densité: Amoebidium parasiticum; Mortierella verticillata; Spizellomyces punctatus; et une espèce ou Stephanoeca Acanthocoepis.

À grande échelle de séquençage Réseau de recherche du NHGRI comprend également un portefeuille de projets de séquençage médical. Ces projets sont conçus pour utiliser les ressources de séquençage à haut débit de conduire à des avancées médicales importantes. Comme nous l'apprend le séquençage et d'autres études génomiques sur la contribution à la maladie, et que le coût de l'obtention d'informations de séquence diminue, les informations de séquence génomique allons de plus en plus important, tant pour la recherche médicale et à fournir des informations cliniquement pertinente pour les individus. Quand il devient pratique pour le génome d'un individu à être entièrement séquencé, l'information génomique permettra estimations de risque futur de maladie pour les particuliers, ainsi que d'améliorer la prévention, le diagnostic et le traitement.

Projets accorder la plus haute priorité sera utiliser séquençage à grande échelle au cours des prochaines années pour identifier les gènes responsables de dizaines de, seul gène relativement rare (autosomique) mendélienne maladies; séquence de tous les gènes sur le chromosome X de personnes touchées pour identifier les personnes impliquées dans les maladies liées au sexe; et à détecter la gamme de variantes dans les gènes connus pour contribuer à certaines maladies courantes.

Un exemple d'un projet de séquençage médical lancé l'année dernière est le projet Cancer Genome Atlas (TCGA) pilote, un effort novateur entre NHGRI et l'Institut national du cancer qui cherche à caractériser systématiquement les changements génétiques qui se produisent dans le cancer. Informations sur TCGA est disponible à cancergenome.nih.gov.

travaux de séquençage sur des cibles approuvées sont réalisées par le réseau à grande échelle NHGRI soutenu séquençage de recherche, qui se compose de cinq centres: Agencourt Bioscience Corp., Beverly, Mass .; Baylor College of Medicine, à Houston; Broad Institute du MIT et de Harvard, Cambridge, Mass .; J. Craig Venter Institute, Rockville, Md .; et de l'École de médecine, Université de St. Louis de Washington. Affectation de nouveaux organismes à un ou des centres spécifique sera déterminé à une date ultérieure.

NHGRI processus de sélection des cibles de séquençage commence par trois groupes de travail composés d'experts de toute la communauté de la recherche. Chacun des groupes de travail est chargé de l'élaboration d'une proposition pour un ensemble de génomes de séquence qui permettraient de faire avancer les connaissances dans l'un des trois domaines scientifiques importants: pour identifier les domaines de la recherche génétique dans laquelle l'application de séquençage des ressources haute -throughput aurait rapidement conduire à des avancées médicales importantes; compréhension du génome humain; et la compréhension de la biologie de l'évolution des génomes. Un comité de coordination puis des propositions de clients des groupes de travail, en aidant à élaborer des propositions et de les intégrer dans un ensemble global de priorités scientifiques. Les recommandations du comité de coordination sont examinées et approuvées par l'un des groupes consultatifs de NHGRI, le Conseil consultatif national pour la recherche sur le génome humain, qui à son tour transmet ses recommandations à la direction NHGRI. Pour plus d'informations sur le processus de sélection, aller à: www.genome.gov/Sequencing/OrganismSelection.

Une liste complète des organismes et leur statut de séquençage peut être consulté à www.genome.gov/10002154. Photos haute résolution de la plupart des organismes à séquencer dans un grand séquençage à grande échelle du programme NHGRI sont disponibles à: www.genome.gov/10005141.

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