Kolejny wielki genom poznany przy udziale polskich laboratoriów genom ziemniaka zsekwencjonowany

Abstrakt

W połowie lipca 2011, w Nature ukazał się artykuł "Sekwencja genomu ziemniaka i jej analiza" autorstwa Konsorcjum Sekwencjonowania Genomu Ziemniaka (PGSC). W skład tego Konsorcjum wchodziły 32 zespoły z 14 krajów - znaczących producentów ziemniaków. Współautorami ze strony polskiej, tej wielo autorskiej pracy (94 badaczy, 25 zespołów wiodących) byli członkowie zespołu z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. Prace Konsorcjum, rozpoczęte w 2007 roku, wspierane były przez rządy państw uczestniczących w programie, w tym Polskiego Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, (projekt 47/PGS/2006/01). To trzeci wielki genom (po S. cerevisiae i P. caudatum) w którego poznaniu uczestniczyli pracownicy IBB PAN. Konsorcjum zsekwencjonowało dwa szczepy ziemniaka DM1-3 516 R44 and RH 89-039-16. Szczep DM zsekwencjonowano metodą "shotgun" wykorzystując m. in. platformę sekwencjonowań genomowych IBB PAN (sekwenator Roche GS FLX Titanium 454). Metodami ab initio określono zasób genów kodowanych przez otrzymane sekwencje. Wyniki zweryfikowano analizami transkryptomu objawiającego się w różnych tkankach, czy stadiach rozwojowych oraz w wyniku kontrolowanego stresu. Sumarycznie zidentyfikowano w otrzymanej sekwencji 39031 genów kodujących białka. 25,3% tych genów koduje transkrypty mogące podlegać alternatywnemu składaniu, a więc kontrolujące średnio 2-3 odmienne białka. Wydaje się więc, że w genomie ziemniaka zakodowana jest informacja na temat syntezy ok. 100,000 różnych białek. Porównanie sekwencji DM and RH dowodzi, że ziemniak to roślina wysoce heterozygotyczna. Mutacje punktowe (SNP) występują średnio co 40 nukleotydów, a insercje lub delecje co 394 pary zasad. Wskazuje to wyraźnie, że genom ziemniaka jest niestabilny, co zapewne znajduje swoje odbicie w łatwej degeneracji odmian uprawnych.