27. avg. 2007

Genom vinske trte

Francosko-italijanski javni konzorcij za karakterizacijo genoma vinske trte bo v reviji Nature objavil rezultate svojega dosedanjega dela in predstavil delovno verzijo trtinega genoma. Analizirali so navidezno homozigotno sorto modrega pinota s hitro metodo na celotnem genomu (whole genome shotgun). Gre za drugi genom lesnate rastline in prvo sadno vrsto, ki so ji določili genom. Trtin genom obsega 487 milijonov baznih parov in zapisuje za okoli 30.000 proteinov, to je manj kot so ugotovili za genom riža (37.000) in topola (45.000).

Za raziskovalce je posebej zanimivo, da bi lahko nekatere organoleptične in biokemijske lastnosti vin pravzaprav določili na ravni genoma, saj so vinorodne sorte v procesu selekcije pridobile dodatne kopije nekaterih genov. Enako velja za gene, katerih produkti sodelujejo v biosintezni poti resveratrola, fitoaleksina, za katerega menijo, da je odgovoren za pozitivne lastnosti, povezane z uživanjem rdečega vina. Prav tako je pomembno, da lahko s primerjavo genomov sort ali sorodnih vrst, ki so odporne proti nekaterim boleznim, določijo gene, ki bi jih morda bilo mogoče prenesti v občutljive sorte vinske trte.

V nadaljevanju bodo natančneje določili genom enega od sevov kvasovke, ki jo uporabljajo za vretje mošta, verjetno pa tudi genome patogenov, ki napadajo trto.

O objavi trtinega genoma sta poročala npr. Reuters in TechnologyReview (MIT), članek pa je izšel kot predčasna objava v reviji Nature (ki je včeraj tudi objavila novico na svojih spletnih straneh).

4 komentarji:

Njmc pravi ...

Zanimio bi bilo tudi vedeti, koliko se genomi različnih sort razlikujejo med seboj.

Marko Dolinar pravi ...

Po mojem bo to tudi ena od prvih stvari, ki jih bodo poskušali ugotoviti v nadaljevanju. Mogoče bo kaj jasnega tudi iz rezultatov konkurenčnih ameriških skupin. Cilj evropskega konzorcija je sicer ~12x pokritje celotnega genoma (to pomeni, da v povprečju vsak nukleotid preberejo 12-krat in s tem zagotovijo zadostno natančnost zaporedja), trenutno pa so pri 8,4-kratnem pokritju, vendar to že zadošča za večino primerjalnogenomskih študij.

Njmc pravi ...

Ali 12x pokritje pomeni da genom istega vira sekvenirajo 12x, ali sekvenirajo genome 12 različnih virov istega organizma? Trte sicer večinoma množijo s cepiči, tako da 12 klonov sploh ni tak problem. Poleg tega me zanima ali genom nosilne rastline (tiste, na katere cepimo) kaj vpliva na genom cepiča?

Marko Dolinar pravi ...

Bom poskusil natančneje razložiti, kaj pomeni 12-kratno pokritje... Pri delu izhajajo iz DNA ene rastline in to dolgo DNA razrežejo na več sto tisoč kratkih kosov. Predstavljati pa si morate, da ko izolirate DNA, ne dobite samo po ene kopije vsakega kromosoma, pač pa ogromno število. Kosi, ki nastanejo iz dveh kopij istega kromosoma, se lahko začnejo na različnih mestih. Potem določajo zaporedja teh kosov genoma, vendar v resnici na začetku ne vedo, kako bodo kose zaporedij sestavili nazaj v celotno genomsko zaporedje. Zaradi različnega načina rezanja DNA so zaporedja posameznih delov (iz dveh kopij) lahko sicer v enem delu identična, konci pa so različni. S pomočjo delov, ki so identični, lahko sestavijo dele zaporedja. Ker pa je izbor kosov naključen, morajo v resnici prebrati veliko več kosov kot bi se zdelo nujno, da res lahko sestavijo celotno sliko. Princip prikazuje tale slika. Ko so leta 2001 prvič objavili zaporedje človekovega genoma, so ob uporabi enake metode dosegli 5,1-kratno pokrivanje, a bi brez podatkov druge skupine znanstvenikov to zaporedje imelo še precej vrzeli (skupno pokrivanje dveh skupin je bilo >12-kratno).

Vprašanje o genomu trtne osnove in cepiča je pa tudi zanimivo... Mislim (ampak imam doma samo en trs v lončeni posodi), da sta genoma le nekoliko različna. Grozdi vedno nastanejo na tistem delu rastline, ki izhaja iz cepiča in za vinarja je to najvažnejše, za vinogradnika pa je pomembna tudi osnova. V resnici en genom na drugega ne moreta vplivati, ker izmenjave kromosomskih segmentov med osnovo in vrhnjim delom rastline ni, vsaj ne v večjem obsegu. Seveda pa poznamo primere npr. transpozonov, ki lahko vključijo dele genoma in jih prenašajo na druge dele in teoretično bi bilo možno, da bi deli pristali v drugem delu rastline... vendar bi to bilo le v nekaterih celicah in skoraj gotovo ne bi šlo za genske odseke, ki bi bistveno vplivali na lastnosti rastline. Na dolgi rok, na ravni planeta in razvoja novih vrst, pa bi te vrste prenosa lahko bile pomembne. Ker pa trto gojimo šele od mlajše kamene dobe naprej, pa je vpliv prenosa genomskih segmentov med deli rastline gotovo zanemarljiv.