Задание 3

В этом задании необходимо описать состояние дел в одном из массовых геномных проектов.

Число крохотных микрооорганизмов, живущих в организме человека, значительно больше, чем число самих человеческих клеток. В попытке каталогизировать микроорганизмы в организме человека, Проект Микробиома человека (Human Microbiome Project - HMP) собрал образцы от 242 здоровых добровольцев из США и ткани из 15 участков тела у мужчин и 18 у женщин.
HMP проект - попытка более 200 исследователей и более чем 80 научно-исследовательских интститутов (главная, координирующая организация - (NIH) Национальный иститут здоровья, США, Мэриленд, округ Монтгомери, Бетесда) за 5 лет создать первый опорный каталог микробного разнообразия в организме человека. Полученнные 5 терабайт геномных данных, охватывающие более 5 миллионов генов, будут полезны для дальнейших исследований в области метагеномики.
Ссылка на сайт проекта.
Ссылка на проект на сайте лилидрующей организации NIH .
В HMP планировалось секвенировать, или собрать из общедоступных источников, в общей сложности 3000 эталонных геномов, выделенных из участков человеческого тела.
Информация, полученная от эталонных геномов, поможет в таксономическом определении и функциональной аннотации 16s рРНК и метагеномной wgs последовательности, соответственно из метагеномных образцов.
Первая фаза HMP (2007-2012) имела 7 инициатив, направленных на развитие наборов данных метагеномики и вычислительных средств для характеристики микробиомов у здоровых взрослых людей и в случае конкретных микробиом-ассоциированных заболеваний:
1) Разработка опорного набора микробных геномов и предварительная характеристика микробиома человека.
Эта инициатива начинается с секвенирования 600 геномов и культивируемых, и некультивируемых бактерий, а также нескольких небактериальных геномов. В сочетании с существующими и другими планируемыми сейчас проектами общая спправочная коллекция должна достигать более 1000 геномов.
Инициатива будет продолжаться как метагеномный анализ, чтобы охарактеризовать сложность микробных сообществ на отдельных участках тела, а также определить наличие ядра микробиома на каждом участке. Будет проведен анализ 16s рРНК.
2) Выяснение отношений между болезнью и изменением в человеческом микробиоме.
Вторая инициатива включает в себя набор демонстрационных проектов по выделению взаимосвязи между здоровьем человека и изменениями в человеческом микробиоиме.
3) Разработка новых технологий для анализа геномов.
Возможности секвенировать весь геном сейчас ограничены лишь группой культивируемых в лаборатории микробов. Чтобы расширить эти возможности, необходимы новые методы для некультивируемых микроорганизмов.
4) Разработка новых инструментов для компьютерного анализа.
Наборы данных, полученные при метагеномном секвенировании, очень большие и сложные, требующие новых способов анализа.
5) Создание центра анализа данных и координации
Ресурс, где можно будет найти всю информацию о проекте.
6) Создание репозитариев исследований
7) Оценка мультигеномных данных в понимании роли человеческого микробиома в здоровом и патологическом состоянии организма.
Вторая фаза HMP (2013-2015) сфокусирована на одной инициативе по созданию первых в истории интегрированных данных биологических свойств и микробиома, и хозяина с ипользованием мультигеномных технологий
Ссылка на последнюю статью по проекту.

На 2016 год в базе проекта находятся 4767 геномов, но не все секвенированы именно в рамках этого проекта.

Задание 4

В этом задании необходимо составить таблицу митохондриальных генов одного из организмов указанного таксона, в моем случае Rhodophyta.  И как исследуемый организм я выбрала Cyanidioschyzon merolae, её геном был первым полным секвенированным геномом водоросли.

Обилие фотографий (Рис. 2, 3), демонстрирующих её деление, объясняется использованием этой водоросли для изучения деления, так как клеточной стенки у них нет.
Полные митохондриальные геномы могут быть получены при таком запросе:

complete[TI] AND gene_in_mitochondrion[PROP] AND "Cyanidioschyzon merolae"[ORGN]

Однако и такой запрос выдает верный результат:

gene_in_mitochondrion[PROP] AND "Cyanidioschyzon merolae"[ORGN]

так как всего находок 2 (Genbank) и обе - полные митохондриальные геномы.
А если искать по RefSeq, с помощью такого запроса:

refseq[filter] AND complete[TI] AND gene_in_mitochondrion[PROP] AND "Cyanidioschyzon merolae"[ORGN]

то лишь 1 одна находка.
Файл excel со списком митохондриальных генов Cyanidioschyzon merolae
На первом листе - исходный список по всем генам, отсортированный по порядку следования в геноме, и таблица с диаграммой, отражающей абсолютное количество генов различного типа в митохондриальном геноме изучаемого вида (Рис.4).

Задание 5

В данном задании необходимо заполнить таблицу размеров геномов.

Таблица 3. Размеры геномов в разных систематических группах организмов
	Минимальный	Типичный	Максимальный
Вироиды	220 пн, вирус желтых рисовых пятнышек (RYMV, rice yellow mottle sobemovirus) (ссылка)	246-467 пн (ссылка на статью)
Вирусы, бактериофаги	Porcine circovirus, 1,759 (ссылка)	104	Pandoravirus salinus, 2,400,000 пн. (ссылка)
Бактерии, археи	Mycoplasma genitalium, 580,000 пн (Альбертс, МБК)	106 - 107 пн (Альбертс, МБК)	Bradhyrhizobium japonicum, 9,200,000 пн (ссылка)
Эукариоты	Encephalitozoon intestinalis, 2,250,000	Разброс у эукариот очень большой. Средним можно назвать - 109	Amoeba dubia, 670,000,000,000 (ссылка)

На Рис. 5 изображен относительные размеры геномов по группам эукариот, а архей и бактерий. Видно, что геном эукариот обычно сильно больше, а также что и разброс размера у эукариот значительнее. (при нажатии на изображение оно появится в новом окне, где можно его увеличить и расглядеть названия видов)

---

©Карань Анна, 2015