محققان ژنوم گندم نان را تحلیل کردند.

مجله علمی ایلیاد - گروهی بین‌المللی از دانشمندان دانشگاه جان هاپکینز، مؤسسه‌ی ارل‌هام و پسیفیک بیوساینس، اولین توالی ژنومیِ تقریباً کامل، برای گندم نان معمولی را تولید کردند. این تحقیق در مجله‌ی GigaScience منتشر شده است. گندم نان، یکی از پیچیده‌ترین ژنوم‌هایی که تا کنون در علم شناخته شده است را دارد. این ژنوم، دارای ۶ رونوشت از ۷ کروموزوم، تعداد زیادی از توالی‌های تقریباً یکسان که در سراسر آن پراکنده شده‌اند، است و اندازه‌ی کلی تقریباً برابر با ۱۶ میلیارد جفت پایه دی‌ان‌ای است.

در مقایسه، ژنوم انسان تقریباً ۵ برابر کوچک‌تر است و دارای ۳ میلیارد جفت پایه و دو رونوشت از ۲۳ کروموزوم است. پروفسور «استیون سالزبرگ» از دانشکده‌ی مهندسی و پزشکی دانشگاه جان هاپکینز، گفت: «پس از سال‌ها تلاش، در نهایت توانستیم مجموعه‌ای باکیفیت از این ژنومِ بسیار پیچیده، تولید کنیم.»

در توالی دی‌ان‌ای بسیار تکراری از نسخه‌هایی که قبلاً از ژنوم گندم نان منتشر شده بود، رخنه‌های بزرگی وجود داشت. پرفسور سالزبرگ، گفت: «ماهیت تکراری این ژنوم، ساختن توالی کامل آن‌را دشوار می‌کند. مانند این است که پازلی بزرگ از چشم‌اندازی با آسمان آبی را بچینید. تکه‌های کوچک و بسیار مشابه زیادی وجود دارد که باید آن‌ها را در کنار هم قرار دهید.»

یک سال طول کشید که این گروه، ژنوم جدید گندم نان را ساختند، یعنی ۱.۵ تریلیون پایه‌ی داده‌های خام را در مجموعه‌ی نهایی با ۱۵.۳۴ میلیارد جفت پایه، کنار هم قرار دادند. برای انجام این کار از دو نوع تکنولوژی توالی ژنوم استفاده کردند؛ توالی پربازده با خواندن کوتاه و توالی تک‌ مولکولی با خواندن طولانی.

محققان توضیح دادند: «توالی پربازده، همان طور که از نام آن پیدا است، مقادیر زیادی از جفت‌های پایه‌ی دی‌ان‌ای را به‌طور بسیار سریع و ارزان تولید می‌کند، اگرچه تکه‌های آن بسیار کوتاه هستند، در این پروژه فقط ۱۵۰ جفت پایه موجود بود. برای کمک به کنار هم قرار دادن قسمت‌های تکراری، از توالی تک مولکولی زمان واقعی استفاده کردیم که همزمان دی‌ان‌ای روی دیواره‌ای باریک در مقیاس نانو که روی تراشه‌ای قرار دارد، سنتز می‌شود، دی‌ان‌ای را می‌خواند. این تکنولوژی ما را قادر می‌سازد تا با اندازه‌گیری سیگنال‌های فلورسنت که با رونویسی شدنِ هر پایه‌ی دی‌ان‌ای ساتع می‌شود، همزمان حداکثر ۲۰،۰۰۰ جفت پایه را بخوانیم.»

این توالی جدید ژنوم گندم نان و توالیِ اخیراً منتشرشده از «پیش‌گونه‌ی» گندم نان، می‌تواند به زیست‌شناسان کمک کند تا نه تنها تاریخ تکاملی گندم را بهتر درک کنند، بلکه همچنین باعث پیشرفت پژوهش‌هایی روی انواع سخت‌تری از گندم که در برابر آفات و خشکسالی مقاوم‌تر است، شوند تا به تغذیه‌ی جمعیت رو به رشدِ جهان کمک کنند.

نوشته: SciNews
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد