值得關(guān)注的技術(shù):非模式生物
日期:2012-01-29 08:49:08
《Nature Methods》盤點(diǎn)2011年度技術(shù),選出了最受關(guān)注的技術(shù)成果:人工核酸酶介導(dǎo)的基因組編輯(genome editing with engineered nucleases)技術(shù)。
除了基因組編輯以外,《Nature Methods》也整理出了2011年最值得關(guān)注的幾項技術(shù),分別為:單細(xì)胞技術(shù)(Single-cell methods)、功能基因組資源(Functional genomic resources)、糖蛋白組學(xué)(Glycoproteomics)、單倍體因果突變(Causal mutations in a haploid landscape)、單層光生物成像(Imaging life with thin sheets of light)、非模式生物(Non–model organisms)、光基礎(chǔ)電生理學(xué)(Light-based electrophysiology)和RNA結(jié)構(gòu)(RNA structures )。
模式生物研究滿足了遺傳統(tǒng)一性,以及實驗室研究環(huán)境的需要,但是現(xiàn)有的模式生物缺少許多有趣的特征,而且受限于解答進(jìn)化和生態(tài)方面的問題,新一代測序技術(shù)的發(fā)展從根本上,延伸了遺傳研究的范圍,普及到了非模式生物和野生型群體,使之成為了值得期待的研究領(lǐng)域。
許多進(jìn)化和生態(tài)學(xué)研究在功能性表型變異相關(guān)的序列變異方面的研究幾乎為零,要想評估各種個體中多個標(biāo)記,其關(guān)鍵在于找到相關(guān)性,這正是新一代測序技術(shù)能做到的,而且成本低,可以在一個實驗中完成。
一種借助于基因分型測序的方法能在沒有參考序列的情況下,獲得大量的標(biāo)記。比如限制性酶切位點(diǎn)可用于分析DNA序列和多態(tài)序列復(fù)雜性降低,只有在某種特殊位點(diǎn)周圍延伸的序列在基因組中分散存在。這樣獲得的標(biāo)記能用于定量性狀軌跡的繪制,分析相關(guān)性,以及追蹤自然群體中的進(jìn)化情況。
這些方法幫助研究人員提出了與生物進(jìn)程有關(guān)的一些有趣觀點(diǎn),比如適應(yīng)輻射(adaptive radiation)——一個譜系中表型多樣性的進(jìn)化。靶向基因或者獲選基因的序列測定同樣也能用于識別一些驅(qū)動進(jìn)程中的等位基因突變,比如類似蝴蝶翅膀模擬這樣的驅(qū)動進(jìn)程,這是趨同進(jìn)化的典型范例。無參考基因組的轉(zhuǎn)錄組分析(De novo Transcriptome Analysis)工具,以及數(shù)字標(biāo)記方法也幫助科學(xué)家們在無參考基因組的情況下,進(jìn)行編碼序列變化,以及基因表達(dá)變化的研究。
生物信息成本的大幅下降,以及越來越熟練的技巧普及了全基因組測序項目,比較基因組學(xué)研究也成為了可能。在關(guān)鍵進(jìn)化研究位置的已完成基因組測序的生物,也能更好的被用于發(fā)育生物學(xué)的研究,舉例來說,一種稱為穗苔的植物是真根植物最早期出現(xiàn)的種類之一,其基因組的測序能幫助解答這些結(jié)構(gòu)第一次是如何進(jìn)化而來的。
非模式生物分析方法也可以參考與之相關(guān)的已解析參考基因組,大型全基因組測序計劃,比如10K基因組項目就是為了了解多種進(jìn)化相關(guān)性物種之間的具體相關(guān)性,其中很多可以用于保守性基因組研究。
很快科學(xué)家們將可以進(jìn)行群體基因組,那些還未受到關(guān)注的有趣生物的基因組分析也許將給我們帶來驚喜。




