«СЕКВЕНИРОВАНИЕ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ» ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТРАНСКРИПТОМНЫХ ПРОФИЛЕЙ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ ГОРОХА ПОСЕВНОГО (Pisum sativum L.)(обзор)

Термин «секвенирование следующего поколения» (от англ. Next Generation Sequencing, NGS) объединяет современные технологии, позволяющие получать информацию о нуклеотидном составе десятков и сотен миллионов последовательностей в одном эксперименте. Технологии NGS используются для решения широкого круга задач (секвенирование геномов, оценка экспрессии генов, разработка молекулярных маркеров, изучение метагенома микробных сообществ, эпигенетические исследования и пр.). Одно из важнейших применений метода NGS связано с анализом экспрессии генов с помощью секвенирования транскриптома (всех транскрибируемых РНК). В обзоре рассмотрены подходы, применяемые для тотального анализа экспрессии генов при помощи «секвенирования следующего поколения» — RNAseq (РНК-секвенирование) и его модификация MACE (Massive Analysis of cDNA Ends — массовый анализ концов кДНК). В указанной модификации, разработанной компанией «GenXPro GmbH» (Франкфурт-на-Майне, Германия), у каждой молекулы кДНК секвенированию подвергается только фрагмент размером 100-500 п.н., прилежащий к 3ґ-концу транскрипта (в другом варианте — к 5ґ-концу транскрипта); таким образом, разрешение метода возрастает в несколько раз. За счет этого при использовании MACE можно детектировать транскрипты с низкой экспрессией, соответствующие ключевым регуляторным генам, составляющим основу биологических процессов. Также в обзоре описан функциональный анализ результатов РНК-секвенирования, в том числе выявление биологических закономерностей на основании обнаружения дифференциально экспрессирующихся генов. Важный этап этой работы — иерархическая кластеризация выявляемых транскриптов в соответствии с принципами генной онтологии. Гены и генные продукты, взаимодействуя друг с другом, образуют структурированную регуляторную сеть, однако выявление и анализ таких регуляторных сетей представляет собой сложную задачу, решение которой требует развития математических методов и накопления данных об экспрессии генов, локализации генных продуктов и их функциональной аннотации. В обзоре приведены примеры изучения транскрипционного профиля тканей и органов гороха посевного (Pisum sativum L.), в том числе с использованием методики MACE. Таким образом, применение NGS для исследования экспрессии генов на сегодняшний день представляется оптимальным подходом, позволяющим изучать транскрипционные профили любых объектов. Сочетание технологий NGS и возможностей современной компьютерной биологии открывает новые перспективы изучения транскриптомов, в том числе у немодельных видов, что обеспечивает поступательное развитие многих направлений биологической науки.

• Жернаков А.И.
• Жуков В.А.
• Кулаева О.А.
• Тихонович И.А.

• Искусство. Декоративно-прикладное искусство. Фотография. Музыка. Игры. Спорт

• Естественные науки
• Сельское хозяйство. Лесоводство