Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о научной сфере. Для журнала см. Genomics (журнал) .
"Геномная биология" перенаправляется сюда. Для журнала с таким же названием см. Биология генома .
Часть серии по
Генетика
Гибридогенез в водных лягушках gametes.svg
 
Ключевые компоненты
История и темы
Исследование
Персонализированная медицина
Персонализированная медицина

Геномика - это междисциплинарная область биологии, в которой основное внимание уделяется структуре, функциям, эволюции, картированию и редактированию геномов . Геном - это полный набор ДНК организма , включая все его гены. В отличие от генетики , которая относится к изучению отдельных генов и их роли в наследовании, геномика направлена ​​на коллективную характеристику и количественную оценку всех генов организма, их взаимосвязей и влияния на организм. [1] Гены могут управлять производством белков.с помощью ферментов и молекул-мессенджеров. В свою очередь, белки составляют структуры тела, такие как органы и ткани, а также контролируют химические реакции и передают сигналы между клетками. Геномика также включает секвенирование и анализ геномов с использованием высокопроизводительного секвенирования ДНК и биоинформатики для сборки и анализа функции и структуры целых геномов. [2] [3] [4] Достижения в области геномики вызвали революцию в исследованиях, основанных на открытиях, и в системной биологии, чтобы облегчить понимание даже самых сложных биологических систем, таких как мозг. [5]

Эта область также включает исследования внутригеномных (внутри генома) явлений, таких как эпистаз (влияние одного гена на другой), плейотропия (один ген влияет на более чем один признак), гетерозис (сила гибрида) и другие взаимодействия между локусами и аллелями внутри геном. [6]

История [ править ]

Этимология [ править ]

От греческого ΓΕΝ [7] gen «ген» (гамма, эпсилон, ню, эпсилон) означает «становиться, создавать, сотворение, рождение» и последующие варианты: генеалогия, генезис, генетика, ген, геномер, генотип, род и т. Д. В то время как слово « геном» (от немецкого « Геном» , приписываемого Гансу Винклеру ) использовалось в английском языке еще в 1926 году [8], термин « геномика» был придуман Томом Родериком, генетиком из лаборатории Джексона ( Бар-Харбор, штат Мэн ). за пивом на встрече в Мэриленде, посвященной картированию генома человека в 1986 г. [9]

Усилия по раннему секвенированию [ править ]

После подтверждения Розалиндой Франклин спиральной структуры ДНК, публикации Джеймсом Д. Уотсоном и Фрэнсисом Криком структуры ДНК в 1953 году и публикации Фредом Сэнгером аминокислотной последовательности инсулина в 1955 году секвенирование нуклеиновых кислот стало основная цель ранних молекулярных биологов . [10] В 1964 году Роберт В. Холли и его коллеги опубликовали первую когда-либо определенную последовательность нуклеиновой кислоты - рибонуклеотидную последовательность РНК- переносчика аланина . [11] [12] Продолжая эту работу, Маршалл Ниренберги Филип Ледер раскрыли триплетную природу генетического кода и смогли определить в своих экспериментах последовательности 54 из 64 кодонов . [13] В 1972 году Уолтер Фирс и его команда из Лаборатории молекулярной биологии Гентского университета ( Гент , Бельгия ) первыми определили последовательность гена: гена белка оболочки бактериофага MS2 . [14] Группа Файерса расширила свою работу с белками оболочки MS2, определив полную нуклеотидную последовательность MS2-РНК бактериофага (чей геном кодирует всего четыре гена в 3569 парах оснований).[bp]) и обезьяний вирус 40 в 1976 и 1978 годах соответственно. [15] [16]

Разработана технология секвенирования ДНК [ править ]

Уолтер Гилберт
Фредерик Сэнгер и Уолтер Гилберт разделили половину Нобелевской премии по химии 1980 года за независимую разработку методов секвенирования ДНК.

В дополнение к своей основополагающей работе над аминокислотной последовательностью инсулина Фредерик Сэнгер и его коллеги сыграли ключевую роль в разработке методов секвенирования ДНК, которые позволили создать комплексные проекты секвенирования генома. [6] В 1975 году он и Алан Коулсон опубликовали процедуру секвенирования с использованием ДНК-полимеразы с радиоактивно меченными нуклеотидами, которую он назвал методом « плюс и минус» . [17] [18] Это включало два тесно связанных метода, которые генерировали короткие олигонуклеотиды с определенными 3'-концами. Их можно фракционировать электрофорезом на полиакриламиде.гель (так называемый электрофорез в полиакриламидном геле) и визуализировали с помощью авторадиографии. Процедура могла упорядочить до 80 нуклеотидов за один раз и была большим улучшением, но все же была очень трудоемкой. Тем не менее, в 1977 году его группа смогла секвенировать большую часть из 5386 нуклеотидов одноцепочечного бактериофага φX174 , завершив первый полностью секвенированный геном на основе ДНК. [19] Уточнение метода Плюс и Минус привело к обрыву цепи или методу Сэнгера (см. Ниже ), который лег в основу методов секвенирования ДНК, картирования генома, хранения данных и биоинформатического анализа, наиболее широко используемых в следующая четверть века исследований. [20][21] В том же году Уолтер Гилберт и Аллан Максам из Гарвардского университета независимо разработали метод Максама-Гилберта (также известный как химический метод ) секвенирования ДНК, предполагающий предпочтительное расщепление ДНК по известным основаниям, что является менее эффективным методом. [22] [23] За свою новаторскую работу по секвенированию нуклеиновых кислот Гилберт и Сэнгер разделили половину Нобелевской премии 1980 года по химии с Полом Бергом ( рекомбинантная ДНК ).

Полные геномы [ править ]

Появление этих технологий привело к быстрому увеличению объема и скорости выполнения проектов по секвенированию генома . О первой полной последовательности генома эукариотической органеллы , митохондрии человека (16 568 п.н., около 16,6 т.п.н. [килобаза]), было сообщено в 1981 г. [24], а первые геномы хлоропластов появились в 1986 г. [25] [26] В 1992 г. была секвенирована первая хромосома эукариот , хромосома III пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae (315 т.п.н.). [27] Первым секвенированным свободноживущим организмом был Haemophilus influenzae.(1,8 МБ [мегабаза]) в 1995 году. [28] В следующем году консорциум исследователей из лабораторий Северной Америки , Европы и Японии объявил о завершении первой полной последовательности генома эукариота, S. cerevisiae (12,1 МБ) , и с тех пор последовательность геномов продолжает расти экспоненциально. [29] По состоянию на октябрь 2011 г. , полные последовательности доступны для: 2719 вирусов , 1115 архей и бактерий и 36 эукариот , из которых около половины составляют грибы . [30] [31]

Количество геномных проектов увеличилось, поскольку технологические усовершенствования продолжают снижать стоимость секвенирования. (A) Экспоненциальный рост баз данных последовательностей генома с 1995 года. (B) Стоимость в долларах США (USD) для секвенирования одного миллиона оснований. (C) Стоимость в долларах США для секвенирования генома размером 3000 мегабайт (размером с человека) в логарифмической шкале.

Большинство микроорганизмов, чьи геномы были полностью секвенированы, являются проблемными патогенами , такими как Haemophilus influenzae , что привело к выраженному смещению в их филогенетическом распределении по сравнению с широтой микробного разнообразия. [32] [33] Из других секвенированных видов большинство было выбрано, потому что они были хорошо изученными модельными организмами или обещали стать хорошими моделями. Дрожжи ( Saccharomyces cerevisiae ) долгое время были важным модельным организмом для эукариотической клетки , в то время как плодовая мушка Drosophila melanogaster была очень важным инструментом (особенно в ранней домолекулярной генетике ). ЧервьCaenorhabditis elegans - часто используемая простая модель многоклеточных организмов . Рыбка данио Brachydanio rerio используется для многих исследований развития на молекулярном уровне, а растение Arabidopsis thaliana является модельным организмом для цветковых растений. Японский рыбу фугу ( Бурый Скалозуб ) и пятнистый зеленый рыбу фугу ( Tetraodon nigroviridis ) интересны изза их малых и компактных геномов, которые содержат очень мало некодирующей ДНК по сравнению с большинством видов. [34] [35] Собака млекопитающих ( Canis familis ), [36]коричневая крыса ( Rattus norvegicus ), мышь ( Mus musculus ) и шимпанзе ( Pan troglodytes ) являются важными модельными животными в медицинских исследованиях. [23]

Черновой набросок генома человека был завершен в рамках проекта «Геном человека» в начале 2001 года, что вызвало много шума. [37] В рамках этого проекта, завершенного в 2003 году, был секвенирован весь геном одного конкретного человека, и к 2007 году эта последовательность была объявлена ​​«завершенной» (менее одной ошибки на 20 000 оснований и собраны все хромосомы). [37] За прошедшие с тех пор годы геномы многих других людей были секвенированы, частично под эгидой проекта « 1000 геномов» , который объявил о секвенировании 1092 геномов в октябре 2012 года. [38]Завершение этого проекта стало возможным благодаря разработке значительно более эффективных технологий секвенирования и потребовало привлечения значительных ресурсов в области биоинформатики в результате большого международного сотрудничества. [39] Продолжающийся анализ геномных данных человека имеет глубокие политические и социальные последствия для человеческого общества. [40]

Революция "омиков" [ править ]

Общая схема, показывающая взаимоотношения генома , транскриптома , протеома и метаболома ( липидома ).
Основные статьи: Омикс и проект протеома человека

Англоязычный неологизм омикс неофициально относится к области изучения биологии, оканчивающейся на -омикс , такой как геномика, протеомика или метаболомика . Связанный суффикс -ome используется для обращения к объектам исследования таких областей, как геном , протеом или метаболом соответственно. Суффикс -ome, используемый в молекулярной биологии, относится к некоторой совокупности ; Точно так же омикс стал относиться к изучению больших, всеобъемлющих наборов биологических данных. Хотя рост использования этого термина привел к тому, что некоторые ученые (Джонатан Эйзен , среди прочих [41] ), утверждая, что он был перепродан, [42] он отражает изменение ориентации на количественный анализ полного или почти полного набора всех составляющих системы. [43] Например, при изучении симбиозов исследователи, которые раньше ограничивались изучением одного генного продукта, теперь могут одновременно сравнивать общий набор нескольких типов биологических молекул. [44] [45]

Анализ генома [ править ]

Основная статья: Геномный проект

После выбора организма проекты генома включают три компонента: секвенирование ДНК, сборку этой последовательности для создания представления исходной хромосомы, а также аннотацию и анализ этого представления. [6]

Обзор геномного проекта. Во-первых, необходимо выбрать геном, что включает несколько факторов, включая стоимость и актуальность. Во-вторых, последовательность генерируется и собирается в данном центре секвенирования (таком как BGI или DOE JGI ). В-третьих, последовательность генома аннотируется на нескольких уровнях: ДНК, белок, генные пути или сравнительно.

Последовательность [ править ]

Основная статья: Секвенирование ДНК

Исторически секвенирование производилось в центрах секвенирования , централизованных объектах (начиная от крупных независимых институтов, таких как Объединенный институт генома, который секвенирует десятки терабаз в год, до местных основных объектов молекулярной биологии), которые содержат исследовательские лаборатории с дорогостоящим оборудованием и необходимой технической поддержкой. Однако по мере совершенствования технологии секвенирования новое поколение эффективных настольных секвенаторов с быстрым оборотом стало доступным для средней академической лаборатории. [46] [47] В целом подходы к секвенированию генома делятся на две большие категории: дробовик и высокопроизводительное (или следующее поколение ) секвенирование.[6]

Секвенирование дробовика [ править ]

Генетический анализатор ABI PRISM 3100. Такие капиллярные секвенаторы автоматизировали ранние крупномасштабные попытки секвенирования генома.
Основная статья: последовательность использования дробовика

Секвенирование дробовиком - это метод секвенирования, разработанный для анализа последовательностей ДНК длиной более 1000 пар оснований, вплоть до целых хромосом. [48] Он назван по аналогии с быстро расширяющейся квазислучайной схемой стрельбы из дробовика . Поскольку секвенирование с помощью гель-электрофореза можно использовать только для довольно коротких последовательностей (от 100 до 1000 пар оснований), более длинные последовательности ДНК должны быть разбиты на случайные небольшие сегменты, которые затем секвенируются для получения считываний . Множественные перекрывающиеся считывания для целевой ДНК получают путем выполнения нескольких раундов этой фрагментации и секвенирования. Затем компьютерные программы используют перекрывающиеся концы различных операций чтения, чтобы собрать их в непрерывную последовательность. [48] [49] Секвенирование дробовиком - это случайный процесс выборки, требующий избыточной выборки, чтобы гарантировать, что данный нуклеотид представлен в реконструированной последовательности; среднее количество считываний, при которых происходит избыточная выборка генома, называется охватом . [50]

На протяжении большей части своей истории технология, лежащая в основе секвенирования дробовика, была классическим методом обрыва цепи или « методом Сэнгера », который основан на избирательном включении дидезоксинуклеотидов, обрывающих цепь , ДНК-полимеразой во время репликации ДНК in vitro . [19] [51] В последнее время секвенирование методом дробовика было вытеснено высокопроизводительными методами секвенирования , особенно для крупномасштабного автоматизированного анализа генома . Однако метод Сэнгера по-прежнему широко используется, в первую очередь для небольших проектов и для получения особо длинных считываний непрерывных последовательностей ДНК (> 500 нуклеотидов). [52]Методы обрыва цепи требуют одноцепочечной ДНК-матрицы, ДНК- праймера , ДНК-полимеразы , нормальных дезоксинуклеозидтрифосфатов (dNTP) и модифицированных нуклеотидов (дидезоксиNTP), которые останавливают удлинение цепи ДНК. В этих обрывающих цепь нуклеотидах отсутствует 3'- ОН группа, необходимая для образования фосфодиэфирной связи между двумя нуклеотидами, в результате чего ДНК-полимераза прекращает удлинение ДНК при включении ddNTP. DdNTP могут быть помечены радиоактивно или флуоресцентно для обнаружения в секвенаторах ДНК . [6] Как правило, эти машины могут секвенировать до 96 образцов ДНК за один цикл (цикл) за 48 циклов в день. [53]

Высокопроизводительное секвенирование [ править ]

См. Также: секвенирование красителей Illumina и секвенирование ионных полупроводников

Высокий спрос на дешевое секвенирование стимулировал развитие технологий секвенирования с высокой пропускной способностью, которые распараллеливают процесс секвенирования, создавая тысячи или миллионы последовательностей одновременно. [54] [55] Высокопроизводительное секвенирование предназначено для снижения стоимости секвенирования ДНК по сравнению со стандартными методами определения терминатора с использованием красителя. При секвенировании со сверхвысокой пропускной способностью параллельно может выполняться до 500 000 операций секвенирования путем синтеза. [56] [57]

Система Illumina Genome Analyzer II. Технологии Illumina установили стандарт высокопроизводительного массового параллельного секвенирования. [46]

Метод определения последовательности красителей Illumina основан на использовании обратимых терминаторов красителей и был разработан в 1996 году в Женевском институте биомедицинских исследований Паскалем Майером и Лораном Фаринелли. [58] В этом методе молекулы ДНК и праймеры сначала прикрепляются к слайду и амплифицируются с помощью полимеразы.так что образуются локальные клональные колонии, первоначально названные «колониями ДНК». Для определения последовательности добавляют четыре типа оснований обратимых терминаторов (RT-основания) и смывают невключенные нуклеотиды. В отличие от пиросеквенирования, цепи ДНК удлиняются на один нуклеотид за раз, и получение изображения может выполняться с задержкой, что позволяет захватывать очень большие массивы колоний ДНК с помощью последовательных изображений, полученных с одной камеры. Разделение ферментативной реакции и захвата изображения обеспечивает оптимальную производительность и теоретически неограниченную емкость секвенирования; при оптимальной конфигурации конечная производительность прибора зависит только от скорости аналого-цифрового преобразования камеры. Камера делает снимки флуоресцентно маркированныхнуклеотидов, затем краситель вместе с концевым блокатором 3 'химически удаляется из ДНК, обеспечивая следующий цикл. [59]

Альтернативный подход, ионно-полупроводниковое секвенирование , основан на стандартной химии репликации ДНК. Эта технология измеряет высвобождение иона водорода каждый раз, когда вводится основание. Микролунка, содержащая матричную ДНК, заполняется одним нуклеотидом , если нуклеотид комплементарен матричной цепи, он будет включен, и ион водорода будет высвобожден. Этот выпуск запускает ионный датчик ISFET . Если в матричной последовательности присутствует гомополимер, несколько нуклеотидов будут включены в один цикл наводнения, и обнаруженный электрический сигнал будет пропорционально выше. [60]

Сборка [ править ]

Основная статья: Последовательная сборка
Перекрывающиеся считывают контиги формы; контиги и щели известной длины образуют каркасы.
Парные конечные чтения данных секвенирования следующего поколения сопоставлены с эталонным геномом.
Множественные фрагментированные считывания последовательностей должны быть собраны вместе на основе их перекрывающихся областей.

Сборка последовательности относится к выравниванию и слиянию фрагментов гораздо более длинной последовательности ДНК с целью восстановления исходной последовательности. [6] Это необходимо, так как современные технологии секвенирования ДНК не могут считывать целые геномы как непрерывную последовательность, а скорее считывают небольшие фрагменты от 20 до 1000 оснований, в зависимости от используемой технологии. Технологии секвенирования третьего поколения, такие как PacBio или Oxford Nanopore, обычно генерируют чтения секвенирования длиной> 10 т.п.н. однако у них высокий уровень ошибок - примерно 15 процентов. [61] [62] Обычно короткие фрагменты, называемые считыванием, являются результатом дробного секвенирования геномной ДНК илитранскрипты генов ( EST ). [6]

Подходы к сборке [ править ]

Сборку можно в общих чертах разделить на два подхода: сборка de novo для геномов, которые не похожи на какие-либо последовательности, секвенированные в прошлом, и сравнительная сборка, при которой в качестве эталона во время сборки используется существующая последовательность близкородственного организма. [50] По сравнению со сравнительной сборкой, сборка de novo сложна в вычислительном отношении ( NP-hard ), что делает ее менее подходящей для технологий NGS с коротким считыванием. Внутри de novoВ парадигме сборки существуют две основные стратегии сборки: стратегии эйлерова пути и стратегии перекрытия-компоновки-консенсуса (OLC). Стратегии OLC в конечном итоге пытаются создать гамильтонов путь через граф перекрытия, что является NP-трудной задачей. Стратегии эйлерова пути вычислительно более управляемы, потому что они пытаются найти эйлеров путь через граф де Брюйна. [50]

Завершение [ править ]

Готовые геномы определяются как имеющие одну непрерывную последовательность без неоднозначностей, представляющую каждый репликон . [63]

Аннотация [ править ]

Основная статья: Аннотации генома

Сборка последовательности ДНК сама по себе не имеет большого значения без дополнительного анализа. [6] Аннотации генома - это процесс присоединения биологической информации к последовательностям , который состоит из трех основных этапов: [64]

  1. идентификация частей генома, которые не кодируют белки
  2. идентификация элементов в геноме , процесс, называемый предсказанием генов , и
  3. прикрепление биологической информации к этим элементам.

Инструменты автоматического аннотирования пытаются выполнить эти шаги in silico , в отличие от ручного аннотирования (также известного как курирование), которое требует человеческого опыта и потенциальной экспериментальной проверки. [65] В идеале эти подходы сосуществуют и дополняют друг друга в одном конвейере аннотаций (см. Также ниже ).

Традиционно базовым уровнем аннотации является использование BLAST для поиска сходств, а затем аннотирование геномов на основе гомологов. [6] В последнее время на платформу аннотаций добавлена ​​дополнительная информация. Дополнительная информация позволяет ручным аннотаторам деконволютировать несоответствия между генами, которым даны одинаковые аннотации. Некоторые базы данных используют контекстную информацию генома, оценки сходства, экспериментальные данные и интеграцию других ресурсов для предоставления аннотаций генома через свой подход «Подсистемы». Другие базы данных (например, Ensembl ) полагаются как на тщательно отобранные источники данных, так и на ряд программных инструментов в своем конвейере автоматизированной аннотации генома. [66] Структурная аннотациясостоит из идентификации геномных элементов, в первую очередь ORF, и их локализации или структуры гена. Функциональная аннотация состоит из присоединения биологической информации к геномным элементам.

Секвенирование конвейеров и баз данных [ править ]

Необходимость воспроизводимости и эффективного управления большим объемом данных, связанных с проектами генома, означает, что вычислительные конвейеры имеют важные приложения в геномике. [67]

Области исследований [ править ]

Функциональная геномика [ править ]

Основная статья: Функциональная геномика

Функциональная геномика - это область молекулярной биологии, которая пытается использовать огромное количество данных, полученных в ходе геномных проектов (таких как проекты секвенирования генома ), для описания функций и взаимодействий генов (и белков ). Функциональная геномика фокусируется на динамических аспектах, таких как транскрипция генов , трансляция и белок-белковые взаимодействия , в отличие от статических аспектов геномной информации, таких как последовательность ДНК.или конструкции. Функциональная геномика пытается ответить на вопросы о функции ДНК на уровне генов, транскриптов РНК и белковых продуктов. Ключевой характеристикой исследований функциональной геномики является их общегеномный подход к этим вопросам, обычно использующий высокопроизводительные методы, а не более традиционный подход «ген за геном».

Основная ветвь геномики по-прежнему связана с секвенированием геномов различных организмов, но знание полных геномов создало возможность для области функциональной геномики , в основном связанной с паттернами экспрессии генов в различных условиях. Наиболее важными инструментами здесь являются микроматрицы и биоинформатика .

Структурная геномика [ править ]

Основная статья: Структурная геномика
Пример структуры белка, определенной Центром структурной геномики Среднего Запада.

Структурная геномика стремится описать трехмерную структуру каждого белка, кодируемого данным геномом . [68] [69] Этот основанный на геноме подход позволяет использовать высокопроизводительный метод определения структуры путем сочетания экспериментального и модельного подходов . Принципиальное отличие структурной геномики от традиционного структурного предсказаниясостоит в том, что структурная геномика пытается определить структуру каждого белка, кодируемого геномом, а не сосредотачиваться на одном конкретном белке. При наличии полногеномных последовательностей предсказание структуры может быть выполнено быстрее за счет комбинации экспериментального и модельного подходов, особенно потому, что наличие большого количества секвенированных геномов и ранее решенных белковых структур позволяет ученым моделировать структуру белка на структурах ранее решенных. гомологи. Структурная геномика включает использование большого количества подходов к определению структуры, включая экспериментальные методы с использованием геномных последовательностей или подходы, основанные на моделировании, на основе последовательностей или структурной гомологии.к белку известной структуры или основанному на химических и физических принципах для белка, не имеющего гомологии с какой-либо известной структурой. В отличие от традиционной структурной биологии , определение структуры белка с помощью структурной геномики часто (но не всегда) происходит до того, как что-либо известно о функции белка. Это поднимает новые проблемы в структурной биоинформатике , то есть определение функции белка по его трехмерной структуре. [70]

Эпигеномика [ править ]

Основная статья: Эпигеномика

Эпигеномика - это исследование полного набора эпигенетических модификаций генетического материала клетки, известного как эпигеном . [71] Эпигенетические модификации - это обратимые модификации клеточной ДНК или гистонов, которые влияют на экспрессию генов без изменения последовательности ДНК (Russell 2010 p. 475). Двумя наиболее характерными эпигенетическими модификациями являются метилирование ДНК и модификация гистонов . Эпигенетические модификации играют важную роль в экспрессии и регуляции генов и участвуют во многих клеточных процессах, таких как дифференцировка / развитие и туморогенез . [71] Изучение эпигенетики на глобальном уровне стало возможным только недавно благодаря адаптации геномных высокопроизводительных анализов. [72]

Метагеномика [ править ]

Секвенирование экологического дробовика (ESS) - ключевой метод в метагеномике. (A) Отбор проб из среды обитания; (B) фильтрация частиц, обычно по размеру; (C) лизис и выделение ДНК; (D) клонирование и создание библиотеки; (E) секвенирование клонов; (F) сборка последовательности в контиги и каркасы.
Основная статья: Метагеномика

Метагеномика - это исследование метагеномов , генетического материала, полученного непосредственно из образцов окружающей среды . Это широкое поле может также называться экологической геномикой, экогеномикой или геномикой сообщества. В то время как традиционная микробиология и секвенирование микробного генома основаны на культивируемых клональных культурах , раннее секвенирование генов окружающей среды клонирует определенные гены (часто ген 16S рРНК ) для получения профиля разнообразия в естественном образце. Такая работа показала, что подавляющее большинство микробного биоразнообразия было упущено из-за культивирования.методы. [73] В недавних исследованиях используется «дробное» секвенирование по Сэнгеру или массивно-параллельное пиросеквенирование для получения в значительной степени объективных выборок всех генов от всех членов выбранных сообществ. [74] Благодаря своей способности раскрывать ранее скрытое разнообразие микроскопической жизни, метагеномика предлагает мощную линзу для наблюдения за микробным миром, которая может революционизировать понимание всего живого мира. [75] [76]

Модельные системы [ править ]

Вирусы и бактериофаги [ править ]

Бактериофаги играли и продолжают играть ключевую роль в бактериальной генетике и молекулярной биологии . Исторически сложилось так , что они были использованы для определения генной структуры и регуляции генов. Также первым секвенированным геномом был бактериофаг . Однако исследования бактериофагов не привели к революции в геномике, в которой явно доминирует бактериальная геномика. Лишь совсем недавно изучение геномов бактериофагов стало популярным, что позволило исследователям понять механизмы, лежащие в основе фаговых геномов.эволюция. Последовательности генома бактериофага могут быть получены путем прямого секвенирования изолированных бактериофагов, но также могут быть получены как часть микробных геномов. Анализ бактериальных геномов показал , что значительное количество микробной ДНК состоит из профаг последовательностей и профаг-подобных элементов. [77] Подробный анализ этих последовательностей в базе данных дает представление о роли профагов в формировании бактериального генома: в целом, этот метод подтвердил многие известные группы бактериофагов, что делает его полезным инструментом для прогнозирования взаимоотношений профагов с бактериальными геномами. [78] [79]

Цианобактерии [ править ]

В настоящее время существует 24 цианобактерии, для которых доступна полная последовательность генома. 15 из этих цианобактерий происходят из морской среды. Это шесть штаммов Prochlorococcus , семь морских штаммов Synechococcus , Trichodesmium erythraeum IMS101 и Crocosphaera watsonii WH8501 . Несколько исследований продемонстрировали, как эти последовательности могут быть очень успешно использованы для вывода важных экологических и физиологических характеристик морских цианобактерий. Тем не менее, в настоящее время ведется еще много проектов по геному, среди которых есть еще изоляты Prochlorococcus и Synechococcus , Acaryochlorisи Prochloron , что N 2 -fixing нитевидные цианобактерии Nodularia spumigena , Lyngbya aestuarii и Lyngbya majuscula , а также бактериофаги заражают морских cyanobaceria. Таким образом, растущий объем информации о геноме можно использовать и в более общем плане для решения глобальных проблем, применяя сравнительный подход. Некоторыми новыми и захватывающими примерами прогресса в этой области являются идентификация генов регуляторных РНК, понимание эволюционного происхождения фотосинтеза или оценка вклада горизонтального переноса генов в геномы, которые были проанализированы. [80]

Приложения геномики [ править ]

Геномика нашла применение во многих областях, включая медицину , биотехнологию , антропологию и другие социальные науки . [40]

Геномная медицина [ править ]

Геномные технологии нового поколения позволяют клиницистам и биомедицинским исследователям резко увеличить объем геномных данных, собираемых в больших исследуемых популяциях. [81] В сочетании с новыми подходами к информатике, которые объединяют многие виды данных с геномными данными в исследованиях болезней, это позволяет исследователям лучше понять генетические основы реакции на лекарства и болезни. [82] [83] Ранние попытки применить геном в медицине были предприняты командой Стэнфорда во главе с Юаном Эшли, который разработал первые инструменты для медицинской интерпретации генома человека. [84] [85] [86] Например, Все мыПрограмма исследований направлена ​​на сбор данных о последовательности генома от 1 миллиона участников, чтобы стать критически важным компонентом исследовательской платформы точной медицины. [87]

Синтетическая биология и биоинженерия [ править ]

Рост геномных знаний позволил все более изощренные приложения синтетической биологии . [88] В 2010 году исследователи из J. Craig Venter института объявили о создании частично синтетических видов бактерий , Mycoplasma Laboratorium , полученный из генома из Mycoplasma гениталий . [89]

Геномика сохранения [ править ]

Специалисты по охране природы могут использовать информацию, собранную с помощью геномного секвенирования, чтобы лучше оценить генетические факторы, ключевые для сохранения видов, такие как генетическое разнообразие популяции или гетерозиготность человека по рецессивному наследственному генетическому заболеванию. [90] Используя геномные данные для оценки эффектов эволюционных процессов и выявления закономерностей в вариациях в данной популяции, защитники природы могут сформулировать планы помощи данному виду, не оставляя неизвестными столько переменных, сколько те, которые не учитываются стандартными генетическими подходами . [91]

См. Также [ править ]

  • Когнитивная геномика
  • Вычислительная геномика
  • Эпигеномика
  • Функциональная геномика
  • GeneCalling , технология профилирования мРНК
  • Геномика одомашнивания
  • Генетика в художественной литературе
  • Гликомикс
  • Иммуномика
  • Метагеномика
  • Патогеномика
  • Персональная геномика
  • Протеомика
  • Транскриптомика
  • Психогеномика
  • Секвенирование всего генома
  • Томас Родерик

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Определения ВОЗ генетики и геномики" . Всемирная организация здоровья.
  2. ^ Национальный институт исследования генома человека (8 ноября 2010 г.). «Краткое руководство по геномике» . Genome.gov . Проверено 3 декабря 2011 .
  3. ^ Концепции генетики (10-е изд.). Сан-Франциско: образование Пирсона. 2012. ISBN 978-0-321-72412-0.
  4. ↑ Culver KW, Labow MA (8 ноября 2002 г.). «Геномика» . В Робинзоне R (ред.). Генетика . Научная библиотека Macmillan. Справочник Macmillan USA. ISBN 978-0-02-865606-9.
  5. ^ Kadakkuzha Б.М., Puthanveettil С.В. (июль 2013). «Геномика и протеомика в решении сложности мозга» . Молекулярные биосистемы . 9 (7): 1807–21. DOI : 10.1039 / C3MB25391K . PMC 6425491 . PMID 23615871 .  
  6. ^ Б с д е е г ч я Певзнер J (2009). Биоинформатика и функциональная геномика (2-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли-Блэквелл. ISBN 978-0-470-08585-1.
  7. ^ Лидделл HG, Скотт R (1889). Греко-английский лексикон среднего уровня γίγνομαι . Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 978-1-61427-397-4. Архивировано из оригинала на 2018-06-20 . Проверено 13 мая 2015 .
  8. ^ "Геном, n" . Оксфордский словарь английского языка (третье изд.). Издательство Оксфордского университета. 2008 . Проверено 1 декабря 2012 .(требуется подписка)
  9. ↑ Yadav SP (декабрь 2007 г.). «Целостность в суффиксах -omics, -omes и слове om» . Журнал биомолекулярных методов . 18 (5): 277. PMC 2392988 . PMID 18166670 .  
  10. ^ Анкени RA (июнь 2003). «Секвенирование генома от нематод до человека: изменение методов, изменение науки». Усилия . 27 (2): 87–92. DOI : 10.1016 / S0160-9327 (03) 00061-9 . PMID 12798815 . 
  11. ^ Holley RW, Эверетт Г.А., Madison JT, Замир A (май 1965). «Нуклеотидные последовательности в рибонуклеиновой кислоте, переносящей аланин» (PDF) . Журнал биологической химии . 240 (5): 2122–8. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (18) 97435-1 . PMID 14299636 .  
  12. ^ Холли RW, Апгар Дж, Эверетт Г.А., Мэдисон JT, Marquisee М, Меррилл SH, Penswick JR, Замир (март 1965 г.). «Строение рибонуклеиновой кислоты». Наука . 147 (3664): 1462–5. Bibcode : 1965Sci ... 147.1462H . DOI : 10.1126 / science.147.3664.1462 . PMID 14263761 . S2CID 40989800 .  
  13. ^ Ниренбергу М, Leder Р, Bernfield М, Brimacombe R, Trupin Дж, Rottman Ж, О'Нил С (май , 1965). «Кодовые слова РНК и синтез белков, VII. Об общей природе кода РНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 53 (5): 1161–8. Bibcode : 1965PNAS ... 53.1161N . DOI : 10.1073 / pnas.53.5.1161 . PMC 301388 . PMID 5330357 .  
  14. ^ Мин Жу W, Haegeman G, M Исебаерт, Фирс W (май 1972). «Нуклеотидная последовательность гена, кодирующего белок оболочки бактериофага MS2». Природа . 237 (5350): 82–8. Bibcode : 1972Natur.237 ... 82J . DOI : 10.1038 / 237082a0 . PMID 4555447 . S2CID 4153893 .  
  15. ^ Fiers W, Contreras R, Duerinck F, Haegeman G, Iserentant D, Merregaert J, et al. (Апрель 1976 г.). «Полная нуклеотидная последовательность РНК бактериофага MS2: первичная и вторичная структура гена репликазы». Природа . 260 (5551): 500–7. Bibcode : 1976Natur.260..500F . DOI : 10.1038 / 260500a0 . PMID 1264203 . S2CID 4289674 .  
  16. ^ Fiers W, Contreras R, Haegemann G, Rogiers R, Van de Voorde A, Van Heuverswyn H, Van Herreweghe J, Volckaert G, Ysebaert M (май 1978). «Полная нуклеотидная последовательность ДНК SV40». Природа . 273 (5658): 113–20. Bibcode : 1978Natur.273..113F . DOI : 10.1038 / 273113a0 . PMID 205802 . S2CID 1634424 .  
  17. ^ Тамарин RH (2004). Принципы генетики (7-е изд.). Лондон: Макгроу Хилл. ISBN 978-0-07-124320-9.
  18. Перейти ↑ Sanger F (1980). «Нобелевская лекция: Определение нуклеотидных последовательностей в ДНК» (PDF) . Nobelprize.org . Проверено 18 октября 2010 .
  19. ^ a b Сэнгер Ф., Air GM, Баррелл Б.Г., Браун Н.Л., Колсон А.Р., Фиддес, Калифорния, Хатчисон, Калифорния, Слокомб PM, Смит М. (февраль 1977 г.). «Нуклеотидная последовательность ДНК бактериофага phi X174». Природа . 265 (5596): 687–95. Bibcode : 1977Natur.265..687S . DOI : 10.1038 / 265687a0 . PMID 870828 . S2CID 4206886 .  
  20. ↑ Kaiser O, Bartels D, Bekel T, Goesmann A, Kespohl S, Pühler A, Meyer F (декабрь 2003 г.). «Полное геномное секвенирование с помощью биоинформатических конвейеров - оптимизированный подход для установленной техники». Журнал биотехнологии . 106 (2–3): 121–33. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2003.08.008 . PMID 14651855 . 
  21. ^ Sanger F, Никлен S, Коулсон AR (декабрь 1977). «Секвенирование ДНК с помощью ингибиторов обрыва цепи» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (12): 5463–7. Bibcode : 1977PNAS ... 74.5463S . DOI : 10.1073 / pnas.74.12.5463 . PMC 431765 . PMID 271968 .  
  22. ^ Maxam AM, Gilbert W (февраль 1977). «Новый метод секвенирования ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (2): 560–4. Bibcode : 1977PNAS ... 74..560M . DOI : 10.1073 / pnas.74.2.560 . PMC 392330 . PMID 265521 .  
  23. ^ a b Дарден L, Джеймс Табери (2010). «Молекулярная биология» . В Залте EN (ред.). Стэнфордская энциклопедия философии (издание осень 2010 г.).
  24. ↑ Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J и др. (Апрель 1981 г.). «Последовательность и организация митохондриального генома человека». Природа . 290 (5806): 457–65. Bibcode : 1981Natur.290..457A . DOI : 10.1038 / 290457a0 . PMID 7219534 . S2CID 4355527 .  (требуется подписка)
  25. ^ Шинозаки К., Ом М, Танака М, Вакасуги Т., Хаясида Н., Мацубаяси Т. и др. (Сентябрь 1986 г.). «Полная нуклеотидная последовательность генома хлоропласта табака: его генная организация и экспрессия» . Журнал EMBO . 5 (9): 2043–2049. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1986.tb04464.x . PMC 1167080 . PMID 16453699 .  
  26. ^ Охьяма К., Фукудзава Х, Кохчи Т, Сираи Х, Сано Т, Сано С. и др. (1986). "Организация гена хлоропласта выведена из полной последовательности ДНК хлоропласта печеночника Marchantia polymorpha". Природа . 322 (6079): 572–574. Bibcode : 1986Natur.322..572O . DOI : 10.1038 / 322572a0 . S2CID 4311952 . 
  27. ^ Оливер С.Г. , ван дер Аарт QJ, Agostoni-Carbone ML, Aigle M, Alberghina L, Alexandraki D, Antoine G, Anwar R, Ballesta JP, Benit P (май 1992). «Полная последовательность ДНК хромосомы III дрожжей». Природа . 357 (6373): 38–46. Bibcode : 1992Natur.357 ... 38O . DOI : 10.1038 / 357038a0 . PMID 1574125 . S2CID 4271784 .  
  28. ^ Fleischmann RD, Adams MD, White O, Clayton RA, Kirkness EF, Kerlavage AR и др. (Июль 1995 г.). «Полногеномное случайное секвенирование и сборка Haemophilus influenzae Rd». Наука . 269 (5223): 496–512. Bibcode : 1995Sci ... 269..496F . DOI : 10.1126 / science.7542800 . PMID 7542800 . S2CID 10423613 .  
  29. ^ Goffeau А, Бэррелл Б.Г., Bussey Н, Дэвис RW, Dujon В, Фельдман Н, Galibert Ж, Hoheisel JD, Jacq С, Джонстон М, Луи Е.Ю., Мьюз HW, Мураками Y, Philippsen Р, Tettelin Н, Оливер С. (октябрь 1996). «Жизнь с 6000 генами». Наука . 274 (5287): 546, 563–7. Bibcode : 1996Sci ... 274..546G . DOI : 10.1126 / science.274.5287.546 . PMID 8849441 . S2CID 211123134 .  (требуется подписка)
  30. ^ «Полные геномы: вирусы» . NCBI . 17 ноября 2011 . Проверено 18 ноября 2011 .
  31. ^ «Статистика проекта генома» . Entrez Genome Project . 7 октября 2011 . Проверено 18 ноября 2011 .
  32. ↑ Zimmer C (29 декабря 2009 г.). «Ученые создают геномный каталог многочисленных микробов Земли» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 21 декабря 2012 . 
  33. ^ Wu D, Hugenholtz P, Mavromatis K, Pukall R, Dalin E, Ivanova NN, et al. (Декабрь 2009 г.). "Филогенетическая геномная энциклопедия бактерий и архей" . Природа . 462 (7276): 1056–60. Bibcode : 2009Natur.462.1056W . DOI : 10,1038 / природа08656 . PMC 3073058 . PMID 20033048 .  
  34. ^ "Число гена человека сокращено" . BBC . 20 октября 2004 . Проверено 21 декабря 2012 .
  35. ↑ Yue GH, Lo LC, Zhu ZY, Lin G, Feng F (апрель 2006 г.). «Полная нуклеотидная последовательность митохондриального генома Tetraodon nigroviridis». Последовательность ДНК . 17 (2): 115–21. DOI : 10.1080 / 10425170600700378 . PMID 17076253 . S2CID 21797344 .  
  36. ^ Национальный институт исследования генома человека (14 июля 2004 г.). "Геном собаки собран: геном собаки теперь доступен для исследовательского сообщества во всем мире" . Genome.gov . Проверено 20 января 2012 .
  37. ^ а б Макэлхени V (2010). Рисование карты жизни: внутри проекта «Геном человека» . Нью-Йорк Нью-Йорк: Основные книги. ISBN 978-0-465-04333-0.
  38. ^ Abecasis GR, Auton A, Брукс LD, DePristo MA, Дурбин RM, Handsaker RE, Kang HM, Marth GT, McVean GA (ноябрь 2012). «Интегрированная карта генетических вариаций из 1092 геномов человека» . Природа . 491 (7422): 56–65. Bibcode : 2012Natur.491 ... 56T . DOI : 10.1038 / nature11632 . PMC 3498066 . PMID 23128226 .  
  39. ^ Nielsen R (октябрь 2010 г.). «Геномика: в поисках редких вариантов человека» . Природа . 467 (7319): 1050–1. Bibcode : 2010Natur.467.1050N . DOI : 10.1038 / 4671050a . PMID 20981085 . 
  40. ^ a b Barnes B, Dupré J (2008). Геномы и что с ними делать . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-17295-8.
  41. ^ Eisen JA (июль 2012). «Бадомические слова, сила и опасность омэ-мема» . GigaScience . 1 (1): 6. DOI : 10,1186 / 2047-217X-1-6 . PMC 3617454 . PMID 23587201 .  
  42. ^ Хотз RL (13 августа 2012). "Здесь" S Omical Tale: Ученые Discover Распространение суффикса» . Wall Street Journal . ISSN 0099-9660 Проверено. 2013-01-04 . 
  43. ^ Scudellari M (1 октября 2011). «Потоп данных» . Ученый . Проверено 4 января 2013 .
  44. ^ Chaston J, Douglas AE (август 2012). «Максимальное использование« омиков »для исследования симбиоза» . Биологический бюллетень . 223 (1): 21–9. DOI : 10.1086 / BBLv223n1p21 . PMC 3491573 . PMID 22983030 .  
  45. ^ Маккатчеон JP, фон Dohlen CD (август 2011). «Взаимозависимый метаболический пэчворк во вложенном симбиозе мучнистых червецов» . Текущая биология . 21 (16): 1366–72. DOI : 10.1016 / j.cub.2011.06.051 . PMC 3169327 . PMID 21835622 .  
  46. ^ a b Baker M (14 сентября 2012 г.). «Настольные секвенсоры отгружаются» (Блог) . Блог новостей природы . Проверено 22 декабря 2012 .
  47. Перейти ↑ Quail MA, Smith M, Coupland P, Otto TD, Harris SR, Connor TR, Bertoni A, Swerdlow HP, Gu Y (июль 2012 г.). «Рассказ о трех платформах секвенирования нового поколения: сравнение секвенсоров Ion Torrent, Pacific Biosciences и Illumina MiSeq» . BMC Genomics . 13 : 341. DOI : 10.1186 / 1471-2164-13-341 . PMC 3431227 . PMID 22827831 .  
  48. ^ a b Staden R (июнь 1979 г.). «Стратегия секвенирования ДНК с использованием компьютерных программ» . Исследования нуклеиновых кислот . 6 (7): 2601–10. DOI : 10.1093 / NAR / 6.7.2601 . PMC 327874 . PMID 461197 .  
  49. ↑ Андерсон S (июль 1981). «Секвенирование ДНК дробовика с использованием клонированных фрагментов, генерируемых ДНКазой I» . Исследования нуклеиновых кислот . 9 (13): 3015–27. DOI : 10.1093 / NAR / 9.13.3015 . PMC 327328 . PMID 6269069 .  
  50. ^ a b c Pop M (июль 2009 г.). «Возрождение сборки генома: недавние вычислительные задачи» . Брифинги по биоинформатике . 10 (4): 354–66. DOI : 10.1093 / нагрудник / bbp026 . PMC 2691937 . PMID 19482960 .  
  51. Перейти ↑ Sanger F, Coulson AR (май 1975 г.). «Экспресс-метод определения последовательностей в ДНК путем примированного синтеза с ДНК-полимеразой». Журнал молекулярной биологии . 94 (3): 441–8. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (75) 90213-2 . PMID 1100841 . 
  52. ^ Mavromatis K, Land ML, Brettin TS, Quest DJ, Copeland A, Clum A и др. (2012). Лю Z (ред.). «Быстро меняющийся ландшафт технологий секвенирования и их влияние на сборки и аннотации микробного генома» . PLOS ONE . 7 (12): e48837. Bibcode : 2012PLoSO ... 748837M . DOI : 10.1371 / journal.pone.0048837 . PMC 3520994 . PMID 23251337 .  
  53. ↑ Illumina, Inc. (28 февраля 2012 г.). Введение в технологию секвенирования следующего поколения (PDF) . Сан-Диего, Калифорния, США: Illumina, Inc. стр. 12 . Проверено 28 декабря 2012 .
  54. Перейти ↑ Hall N (май 2007 г.). «Передовые технологии секвенирования и их более широкое влияние на микробиологию» . Журнал экспериментальной биологии . 210 (Pt 9): 1518–25. DOI : 10,1242 / jeb.001370 . PMID 17449817 . 
  55. ^ Церковь GM (январь 2006 г.). «Геномы для всех». Scientific American . 294 (1): 46–54. Bibcode : 2006SciAm.294a..46C . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0106-46 . PMID 16468433 . 
  56. ^ Десять Bosch JR, Grody WW (ноябрь 2008). «Идти в ногу со следующим поколением: массовое параллельное секвенирование в клинической диагностике» . Журнал молекулярной диагностики . 10 (6): 484–92. DOI : 10,2353 / jmoldx.2008.080027 . PMC 2570630 . PMID 18832462 .  
  57. Перейти ↑ Tucker T, Marra M, Friedman JM (август 2009 г.). «Массовое параллельное секвенирование: следующий большой шаг в генетической медицине» . Американский журнал генетики человека . 85 (2): 142–54. DOI : 10.1016 / j.ajhg.2009.06.022 . PMC 2725244 . PMID 19679224 .  
  58. ^ Кавасимой EH, Фаринелли L, Mayer P (12 мая 2005). «Метод амплификации нуклеиновых кислот» . Проверено 22 декабря 2012 .
  59. ^ Mardis ER (2008). «Методы секвенирования ДНК следующего поколения» (PDF) . Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 9 : 387–402. DOI : 10.1146 / annurev.genom.9.081307.164359 . PMID 18576944 . Архивировано из оригинального (PDF) 18 мая 2013 года . Проверено 4 января 2013 .  
  60. ^ Дэвис К. (2011). «Эффективная профилактическая медицина» . Bio-IT World (сентябрь – октябрь).
  61. ^ https://www.pacb.com/
  62. ^ "Oxford Nanopore Technologies" .
  63. ^ Chain PS, Grafham DV, Fulton RS, Fitzgerald MG, Hostetler J, Muzny D, et al. (Октябрь 2009 г.). «Геномика. Стандарты геномных проектов в новую эру секвенирования» . Наука . 326 (5950): 236–7. Bibcode : 2009Sci ... 326..236C . DOI : 10.1126 / science.1180614 . PMC 3854948 . PMID 19815760 .  
  64. Перейти ↑ Stein L (июль 2001 г.). «Аннотации генома: от последовательности к биологии». Обзоры природы. Генетика . 2 (7): 493–503. DOI : 10.1038 / 35080529 . PMID 11433356 . S2CID 12044602 .  
  65. ↑ Brent MR (январь 2008 г.). «Устойчивый прогресс и недавние открытия в области точности автоматической аннотации генома» (PDF) . Обзоры природы. Генетика . 9 (1): 62–73. DOI : 10.1038 / nrg2220 . PMID 18087260 . S2CID 20412451 . Архивировано из оригинального (PDF) 29 мая 2013 года . Проверено 4 января 2013 .   
  66. ^ Flicek Р, Ахмед I, AMODE МР, Бэрреллы Д, Бил К, Брент С, и др. (Январь 2013). «Ансамбл 2013» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (Выпуск базы данных): D48–55. DOI : 10.1093 / NAR / gks1236 . PMC 3531136 . PMID 23203987 .  
  67. ^ Кейт JM (2008). Кейт Дж. М. (ред.). Биоинформатика . Методы молекулярной биологии. 453 . стр. v – vi. DOI : 10.1007 / 978-1-60327-429-6 . ISBN 978-1-60327-428-9. PMID  18720577 .
  68. ^ Marsden RL, Льюис Т.А., Orengo CA (март 2007). «К всеобъемлющему структурному охвату завершенных геномов: точка зрения структурной геномики» . BMC Bioinformatics . 8 : 86. DOI : 10,1186 / 1471-2105-8-86 . PMC 1829165 . PMID 17349043 .  
  69. Перейти ↑ Brenner SE, Levitt M (январь 2000 г.). «Ожидания от структурной геномики» . Белковая наука . 9 (1): 197–200. DOI : 10.1110 / ps.9.1.197 . PMC 2144435 . PMID 10739263 .  
  70. ↑ Brenner SE (октябрь 2001 г.). «Тур по структурной геномике» (PDF) . Обзоры природы. Генетика . 2 (10): 801–9. DOI : 10.1038 / 35093574 . PMID 11584296 . S2CID 5656447 .   
  71. ^ а б Фрэнсис RC (2011). Эпигенетика: высшая загадка наследования . Нью-Йорк: У.В. Нортон. ISBN 978-0-393-07005-7.
  72. ^ Laird PW (март 2010). «Принципы и проблемы анализа метилирования ДНК в геноме». Обзоры природы. Генетика . 11 (3): 191–203. DOI : 10.1038 / nrg2732 . PMID 20125086 . S2CID 6780101 .  
  73. ^ Hugenholtz P, Гебель BM, Pace NR (сентябрь 1998). «Влияние культурально-независимых исследований на формирующееся филогенетическое представление о бактериальном разнообразии» . Журнал бактериологии . 180 (18): 4765–74. DOI : 10.1128 / JB.180.18.4765-4774.1998 . PMC 107498 . PMID 9733676 .  
  74. ^ Eisen JA (март 2007). «Экологическое секвенирование дробовика: его потенциал и проблемы для изучения скрытого мира микробов» . PLOS Биология . 5 (3): e82. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0050082 . PMC 1821061 . PMID 17355177 .  
  75. ^ Марко Д., изд. (2010). Метагеномика: теория, методы и приложения . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-54-7.
  76. ^ Марко Д., изд. (2011). Метагеномика: современные инновации и будущие тенденции . Caister Academic Press . ISBN 978-1-904455-87-5.
  77. ^ Canchaya C, Proux C, Fournous G, Bruttin A, Brüssow H (июнь 2003). «Профагеномика» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 67 (2): 238–76, содержание. DOI : 10.1128 / MMBR.67.2.238-276.2003 . PMC 156470 . PMID 12794192 .  
  78. ↑ McGrath S, van Sinderen D, ред. (2007). Бактериофаг: генетика и молекулярная биология (1-е изд.). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-14-1.
  79. ^ Fouts DE (ноябрь 2006 г.). «Phage_Finder: автоматическая идентификация и классификация областей профага в полных последовательностях бактериального генома» . Исследования нуклеиновых кислот . 34 (20): 5839–51. DOI : 10.1093 / NAR / gkl732 . PMC 1635311 . PMID 17062630 .  
  80. ↑ Herrero A, Flores E, ред. (2008). Цианобактерии: молекулярная биология, геномика и эволюция (1-е изд.). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-15-8.
  81. ^ Hudson KL (сентябрь 2011). «Геномика, здравоохранение и общество». Медицинский журнал Новой Англии . 365 (11): 1033–41. DOI : 10.1056 / NEJMra1010517 . PMID 21916641 . 
  82. ^ O'Donnell CJ, Набель EG (декабрь 2011). «Геномика сердечно-сосудистых заболеваний». Медицинский журнал Новой Англии . 365 (22): 2098–109. DOI : 10.1056 / NEJMra1105239 . PMID 22129254 . 
  83. ^ Лу Ю.Ф., Goldstein DB, Angrist М, Каваллери G (июль 2014). «Персонализированная медицина и генетическое разнообразие человека» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в медицине . 4 (9): a008581. DOI : 10.1101 / cshperspect.a008581 . PMC 4143101 . PMID 25059740 .  
  84. ^ Эшли, Юан А; Бьютт, Атул Дж; Уиллер, Мэтью Т; Чен, Ронг; Klein, Teri E; Дьюи, Фредерик Э; Дадли, Джоэл Т; Ормонд, Келли Э; Павлович, Александра; Морган, Александр А; Пушкарев Дмитрий; Нефф, Норма Ф; Хаджинс, Луанн; Гонг, Ли; Ходжес, Лаура М; Берлин, Дорит С; Торн, Кэролайн Ф; Сангкуль, Катрин; Hebert, Joan M; Вун, Марк; Сагрейя, Херш; Уэйли, Райан; Ноулз, Джошуа В.; Чоу, Майкл Ф; Такурия, Джозеф V; Розенбаум, Авраам М; Заранек, Александр Ждут; Церковь, Джордж М; Грили, Генри Т; Quake, Стивен Р.; Альтман, Расс Б. (май 2010 г.). «Клиническая оценка с использованием личного генома» . Ланцет . 375 (9725): 1525–1535. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (10) 60452-7 . ЧВК 2937184 . PMID  20435227 .
  85. ^ Дьюи, Фредерик Э .; Чен, Ронг; Cordero, Sergio P .; Ормонд, Келли Э .; Калешу, Коллин; Karczewski, Konrad J .; Whirl-Carrillo, Мишель; Уиллер, Мэтью Т .; Дадли, Джоэл Т .; Бирнс, Джейк К .; Cornejo, Omar E .; Ноулз, Джошуа В .; Вун, Марк; Сангкуль, Катрин; Гонг, Ли; Торн, Кэролайн Ф .; Hebert, Joan M .; Каприотти, Эмидио; Дэвид, Шон П .; Павлович, Александра; Уэст, Энн; Такурия, Джозеф V .; Болл, Мадлен П .; Заранек, Александр В .; Rehm, Heidi L .; Церковь, Джордж М .; West, John S .; Bustamante, Carlos D .; Снайдер, Майкл; Альтман, Русь Б .; Klein, Teri E .; Butte, Atul J .; Эшли, Юан А. (15 сентября 2011 г.). «Поэтапный геномный геномный риск в семейном квартете с использованием контрольной последовательности главного аллеля» . PLOS Genetics . 7 (9): e1002280.DOI : 10.1371 / journal.pgen.1002280 . PMC  3174201 . PMID  21935354 .
  86. ^ Дьюи, Фредерик Э .; Grove, Megan E .; Пан, Cuiping; Гольдштейн, Бенджамин А .; Бернштейн, Джонатан А .; Хаиб, Хасан; Меркер, Джейсон Д .; Голдфедер, Рэйчел Л .; Эннс, Грегори М .; Дэвид, Шон П .; Пакдаман, Неда; Ормонд, Келли Э .; Калешу, Коллин; Кингхэм, Керри; Klein, Teri E .; Whirl-Carrillo, Мишель; Сакамото, Кеннет; Уиллер, Мэтью Т .; Butte, Atul J .; Форд, Джеймс М .; Боксёр Линда; Иоаннидис, Джон PA; Юнг, Алан С .; Альтман, Русь Б .; Assimes, Themistocles L .; Снайдер, Майкл; Ashley, Euan A .; Квертермус, Томас (12 марта 2014 г.). «Клиническая интерпретация и значение секвенирования всего генома» . JAMA . 311 (10): 1035–45. DOI : 10,1001 / jama.2014.1717 . PMC 4119063 . PMID  24618965 .
  87. ^ "Центры генома, финансируемые NIH, чтобы ускорить открытия точной медицины" . Национальные институты здравоохранения: Программа исследований для всех . Национальные институты здоровья.
  88. ^ Церковь GM, Regis E (2012). Регенезис: как синтетическая биология изменит природу и нас самих . Нью-Йорк: Основные книги. ISBN 978-0-465-02175-8.
  89. Перейти ↑ Baker M (май 2011 г.). «Синтетические геномы: следующий шаг на пути к синтетическому геному». Природа . 473 (7347): 403, 405–8. Bibcode : 2011Natur.473..403B . DOI : 10.1038 / 473403a . PMID 21593873 . S2CID 205064528 .  
  90. ^ Frankham R (1 сентября 2010). «Вызовы и возможности генетических подходов к биологической консервации». Биологическая консервация . 143 (9): 1922–1923. DOI : 10.1016 / j.biocon.2010.05.011 .
  91. ^ Allendorf FW, Гогенлоэ PA, Luikart G (октябрь 2010). «Геномика и будущее генетики сохранения». Обзоры природы. Генетика . 11 (10): 697–709. DOI : 10.1038 / nrg2844 . PMID 20847747 . S2CID 10811958 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Леск А.М. (2017). Введение в геномику (3-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 544. ISBN 978-0-19-107085-3. ASIN  0198754833 .
  • Штунненберг Х.Г., Хубнер Северная Каролина (2014). «Геномика встречается с протеомикой: выявление виновников болезни» . Генетика человека . 133 (6): 689–700. DOI : 10.1007 / s00439-013-1376-2 . PMC  4021166 . PMID  24135908 .
  • Шибата Т. (2012). «Геномика рака и патология: теперь все вместе» . Патология Интернэшнл . 62 (10): 647–59. DOI : 10.1111 / j.1440-1827.2012.02855.x . PMID  23005591 . S2CID  27886018 .
  • Ройчоудхури С., Чиннайян А.М. (2016). «Перевод геномов и транскриптомов рака для точной онкологии» . КА: Онкологический журнал для клиницистов . 66 (1): 75–88. DOI : 10,3322 / caac.21329 . PMC  4713245 . PMID  26528881 .
  • Вадим Н.Г., Чжан И (2013). "Глава 16 Сравнительный геномный анализ металломов". В Banci L (ред.). Металломика и клетка . Ионы металлов в науках о жизни. 12 . Springer. DOI : 10.1007 / 978-94-007-5561-10_16 (неактивный 2021-01-14). ISBN 978-94-007-5560-4.CS1 maint: DOI inactive as of January 2021 (link)электронная книга ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 электронная книга ISSN 1868-0402    

Внешние ссылки [ править ]

  • Ежегодный обзор геномики и генетики человека
  • BMC Genomics : журнал BMC по геномике
  • Журнал геномики
  • Genomics.org : бесплатный портал по геномике.
  • NHGRI : институт генома правительства США
  • Комплексный микробный ресурс JCVI
  • KoreaGenome.org : опубликован первый корейский геном, и последовательность доступна бесплатно.
  • GenomicsNetwork : рассматривает развитие и использование науки и технологий геномики.
  • Институт геномных наук : исследования геномики.
  • MIT OpenCourseWare HST.512 Genomic Medicine Бесплатный курс для самостоятельного изучения геномной медицины. Ресурсы включают аудиолекции и избранные конспекты лекций.
  • ENCODE thread explorer Подходы машинного обучения к геномике. Природа (журнал)
  • Глобальная карта лабораторий геномики
  • Геномика: научное образование от природы