El desarrollo de la secuenciación de próxima generación NGS ha permitido a los investigadores investigar genomas que anteriormente podrían haberse considerado demasiado complejos o demasiado caros. Sin embargo, el análisis de genomas vegetales complejos, que a menudo tienen una enorme cantidad de secuencias repetitivas,sigue siendo un desafío. Por lo tanto, los investigadores en bioinformática del Instituto de Genética de Plantas e Investigación de Plantas de Cultivos de Leibniz IPK, la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg MLU y el Instituto de Bioquímica de Plantas de Leibniz IPB han publicado "plantas Kmasker", unprograma que permite la identificación de secuencias repetitivas y, por lo tanto, facilita el análisis de genomas de plantas.
En bioinformática, el término k-mer se usa para describir una secuencia de nucleótidos de cierta longitud "k". Al definir y contar dichas secuencias, los investigadores pueden cuantificar secuencias repetitivas en el genoma que están estudiando y asignarlas a las posiciones correspondientes.Ya en 2014, los investigadores de IPK en Gatersleben utilizaron este enfoque para desarrollar la herramienta in-silico basada en computadora "Kmasker". Se utilizó para detectar repeticiones en la caracterización del genoma de la cebada Schmutzer y otros ., 2014.
El uso de NGS se está volviendo cada vez más importante, pero la composición libre de errores de genomas complejos a partir de los resultados de NGS sigue siendo un desafío. Por esta razón, los investigadores recientemente decidieron revivir y expandir este proyecto inicial de prueba de conceptoBajo el liderazgo del Dr. Thomas Schmutzer, anteriormente del grupo de investigación "Bioinformática y Tecnología de la Información" en IPK y ahora afiliado a MLU, científicos de MLU, IPK, Wageningen University & Research y el IPB Halle trabajaron en estrecha cooperación.sobre el rediseño y desarrollo de "plantas Kmasker". Esta colaboración fue apoyada en gran medida por los dos centros de servicio "GCBN" y "CiBi" de la Red Alemana para Infraestructura Bioinformática "de.NBI".
"plantas Kmasker" permite la detección rápida y sin referencias de secuencias de nucleótidos utilizando k-mers derivados de todo el genoma. En extensión a la versión anterior, la herramienta de bioinformática ahora también permite estudios comparativos entre diferentes cultivares o especies estrechamente relacionadas,y admite la identificación de secuencias adecuadas como sondas de hibridación fluorescente in situ FISH o ARN guía específicos de CRISPR / Cas9. Además, "Kmasker plants" se ha publicado con un servicio web que contiene los índices precalculados para cultivos seleccionados económicamente importantesplantas, como la cebada o el trigo. El Dr. Schmutzer enfatiza que "esta herramienta permitirá a los investigadores de plantas de todo el mundo probar genomas de plantas y, por ejemplo, identificar partes libres repetidas de su secuencia de interés". Más bien, cree queLas características mejoradas permitirán detectar la secuencia de regiones candidatas que se han multiplicado en el genoma de una especie pero que faltan en otras especies o se producen enNúmeros de copia más pequeños.Este es un efecto común que contribuye a la variación fenotípica de importancia agronómica en varios cultivos.Un ejemplo significativo es el gen Vrn-H2, que está presente en una sola copia en la cebada de invierno, mientras que falta en las líneas de primavera de cebada.
El servicio web "Plantas Kmasker" ahora está disponible como parte de IPK Crop Analysis Tool Suite CATS y, por lo tanto, como un servicio de la plataforma de servicio de.NBI. Alternativamente, el código fuente de "Plantas Kmasker" puede ser directamenteaccedido e instalado a través de GitHub.
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Materiales proporcionado por Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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