6시 30분이 조금 지나서 7월의 상쾌한 아침에 돌 오두막 이탈리아 알프스의 높은 곳. 부드럽게 쉭쉭거리는 장작불이 벽돌 오븐에서 약간의 따뜻함을 새어내고 있습니다. 그 근처, 큰 나무 테이블 주위에 모여서 유럽에서 가장 뛰어난 젊은 나비목 학자들이 가장 잘하는 일을 하고 있습니다. 즉 나방에 관해 스페인어, 이탈리아어, 영어로 논쟁을 벌이고 있습니다.
원래 1901년에 지어진 석조 주택인 Alte Pforzheimer Hütte는 이탈리아 알프스에서 희귀한 나방을 사냥하는 나비목 학자들의 베이스캠프 역할을 했습니다.루이지 아반타지아토
테이블 상단에는 전날 밤에 덫을 놓아 수확한 플라스틱 표본 항아리에 수십 마리의 나방이 흩어져 있습니다. 테이블 한쪽 끝에는 조엘레 모로 ~의 체코 과학 아카데미 덫 깊은 곳에서 나방을 조심스럽게 캐고 있습니다. 다른 쪽 끝에서는 로라 토라도-블랑코 ~의 오비에도대학교의 곤충학 컬렉션은 나비목 가이드북을 통해 페이지를 넘기고 있습니다. 그녀는 종을 식별하기 위해 책을 사용하고 있습니다. 이곳 해발 2,300미터에서는 인터넷이 연결되어 있지 않습니다.
이탈리아 알프스의 한 현장에서 하룻밤 동안 포획한 수십 마리의 나방이 돌집 벤치에 줄지어 서 있습니다. 연구자들은 나방의 종을 식별하고 일부 곤충은 조직 샘플링과 최종 게놈 서열 분석을 위해 보내질 것입니다. 루이지 아반타지아토
책을 보다가 그녀는 내가 자신의 왼팔에 있는 커다란 나비 문신을 알아차렸다. “채프먼의 작은 고리”라고 그녀는 나에게 말했다. “에레비아 팔라리카“라고 반사적으로 덧붙인다.
펩 란초 실바대학에서 박사과정을 밟고 있는 진화생물학연구소 바르셀로나에서, 그 놀라운 생명체가 있는 나를 향해 손가락을 뻗는다. 그것은 검은 머리와 날개에 크고 검은 반점이 있는 뼈처럼 하얀 커다란 나방이다. Torrado-Blanco는 그럴 것이라고 확신합니다. 아르티아 플라비아희박한 공기에서만 발견되는 호랑이나방의 일종입니다. 그렇다면 그것은 바로 그들이 포획하기 위해 수정 같은 알파인 연못 가장자리에 있는 이 추운 오두막에 온 곤충의 종류입니다.
노란 호랑이 나방, 아르티아 플라비아해발 2,300m의 돌 오두막에서 잡을 수 있는 것 중 하나입니다.
새벽이 되자 돌집에서 연구원들은 [from left] Eric Toro Delgado, Laura Torrado-Blanco, Mónica Doblas-Bajo 및 Gioele Moro(서 있음)는 전날 밤에 포획한 나방의 포장을 풀고 조사합니다.루이지 아반타지아토
나비목 학자들은 수세기 동안 나방과 나비를 가두어 식별하고 분류해 왔습니다. 하지만 이 고지대 회의는 빅토리아 시대의 순회가 아닙니다. 이는 생물정보학 및 현대 유전체학 도구의 경계를 넓히는 대규모 최첨단 프로젝트의 핵심 구성 요소입니다. 이 연구자들은 최초의 국제 현장 탐사에 참여하고 있습니다. 프로젝트 프시케그의 목표는 유럽에 있는 나방과 나비 11,000종 전체의 게놈 서열을 분석하는 것입니다. 프시케 더 큰 노력의 일환이며, 다윈 생명의 나무 프로젝트이는 아마도 역사상 가장 야심찬 과학 프로젝트의 구성 요소입니다. 지구 바이오게놈 프로젝트. 그것의 목표는 게놈의 서열을 배열하는 것이다. 모두 지구에 존재하는 약 180만 개의 유기체(동물, 식물, 곰팡이, 미생물의 모든 종)는 핵이 있는 세포로 구성됩니다.
이러한 엄청난 야심찬 노력 중 어느 것도 지난 수십 년 동안 게놈 서열 분석과 생물정보학의 엄청난 발전 없이는 상상할 수 없었을 것입니다. 개별 게놈을 시퀀싱하는 데 드는 비용과 속도는 이제 하루에 여러 게놈을 일괄 처리하고 개당 US $1,000 미만으로 처리할 수 있을 정도로 감소했습니다. 그리고 그러한 위업을 가능하게 한 생명공학의 혁명은 여전히 힘을 얻고 있습니다. 실제로 Earth BioGenome 관계자들은 2035년까지 명명된 180만 종의 서열을 분석하려는 대담한 목표가 서열 분석 시간과 비용을 100배 줄이지 않으면 불가능하다는 점을 거리낌 없이 인정합니다.
그러나 프로젝트의 성공은 궁극적으로 기능에 달려 있습니다. 다른 시퀀싱보다 예를 들어, 생물체의 게놈 서열을 분석한 후에는 염기쌍이라고 불리는 수백만 또는 수십억 개의 유전적 구성 요소로 구성된 엄청난 양의 원시 유전 데이터에 주석을 달아야 합니다. 즉, 게놈을 구성하는 수만 개의 유전자를 식별하고 염색체에 위치하며 그 기능이나 목적을 설명해야 합니다. 그리고 물론, ~ 전에 유기체의 게놈은 서열이 밝혀질 수 있으며 조직은 샘플링되어야 합니다. 그러기 위해 연구자들은 유기체의 위치를 찾아내고, 그것이 동물이라면 포획해야 합니다. 사우스 티롤의 숲, 계곡, 들쭉날쭉한 봉우리에서 프시케 팀과 함께 발견한 것처럼, 곤충 싸움은 물류, 기술, 심지어 이성을 거스르는 도전을 제시합니다.
놀랍도록 이상한 아틀라스 푸른 나비를 어떻게 설명할 수 있습니까?
프로젝트 프시케(Project Psyche)에 대해 처음 들었을 때 가장 먼저 궁금했던 점은 ‘왜 나비목(Lepidoptera)인가?’였습니다. 나는 질문을 던졌다. 샬롯 라이트 그리고 조아나 마이어 Project Psyche 탐험의 본부 역할을 했던 이탈리아 Malles Venosta의 호텔에서. 그들은 다음과 같은 기반에서 프로젝트를 주도합니다. 웰컴 생거 연구소 영국 케임브리지셔주에서. 그 이유는 순수한 과학에서부터 완전히 상업적인 것까지 다양하다고 그들은 말했습니다.
이탈리아 알프스의 티롤 호텔에서 프로젝트 프시케의 리더이자 웰컴 생거 연구소의 나비목 학자 샬롯 라이트가 돌 오두막 근처에서 포획한 황호나방을 해부합니다. 액체 질소로 포장된 조직 샘플은 이후 게놈 서열 분석을 위해 영국에 있는 연구소로 보내질 예정입니다.루이지 아반타지아토
그만큼 최초의 나비목 2억 5천만년에서 3억년 전에 나타났습니다. Wright는 여러 종의 게놈을 연구하고 비교함으로써 “우리는 유럽에서 서로 다른 기후 변화가 있었기 때문에 그들이 어떻게 진화했고 어떻게 다양화했는지 알아낼 수 있습니다. 그리고 게놈은 나비목의 일부 그룹이 다른 종보다 더 많은 수의 종으로 진화한 이유를 알려주는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 설명합니다.
이러한 게놈은 또한 진화 생물학의 가장 흥미로운 질문에 대한 통찰력을 제공할 것입니다. 생각해 보십시오: 대부분의 나방과 나비의 게놈에는 약 31쌍의 염색체가 있습니다. 염색체는 모든 세포의 핵에 있는 실 모양의 가닥으로, 각 염색체는 DNA 분자입니다. 집합적으로 염색체는 생물의 게놈을 구성합니다. 그러나 나비목(Lepidoptera)의 극소수는 엄청난 수의 염색체를 가지고 있습니다. 전시회 A는 아틀라스 블루 나비놀랍게도 229쌍의 염색체를 가지고 있습니다.
아틀라스 블루는 “정말 흥미로운 것의 아주 좋은 예이지만 한 종만 보는 것만으로는 이해할 수 없습니다”라고 Meier는 말합니다. “우리에게 정말로 필요한 것은 프시케가 제공할 복제물입니다.” 즉 수천 개의 나비목 게놈입니다. 그리고, 쉽게 검색할 수 있는 기능도 있습니다. “그런 다음 우리는 비정상적으로 많은 수의 염색체를 가진 많은 계통을 발견하고 ‘매번 무엇이 바뀌나요? 공통점이 무엇입니까? 손상된 복구 유전자를 가지고 있습니까?’라고 묻기 시작할 수 있습니다. ”
나비목의 일부 예외적인 샘플은 곤충학 기록 보관소에 보존되어 있습니다.루이지 아반타지아토
그리고 그러한 게놈 데이터를 간절히 기다리는 것은 이론가들만이 아닙니다. 이 연구의 실제적인 측면 중 하나는 나방이 농업에 미치는 영향과 관련이 있습니다. “있다 수십억 유로 손실 농업적으로 일부 종은 많은 피해를 입히기 때문입니다.”라고 Meier는 말합니다.
Wright는 “해충이 이전에 존재하지 않았던 새로운 지역으로 이동하고 있으며, 새로운 종으로부터 보호할 수 있는 작물이 개발되지 않았기 때문에 막대한 손실을 초래하고 있습니다.”라고 덧붙였습니다. 일부 종들이 기후 변화에 따라 새로운 지역에서 성공하고 적응하고 번성할 수 있는 이유는 다음과 같습니다. 많은 게놈을 연구해야만 이해할 수 있다—성공하는 생물과 그렇지 않은 생물의. “해충의 움직임을 모니터링하는 것은 일종의 역동적인 상황입니다.”라고 Wright는 말합니다.
해가 지기 직전에 체코 과학 아카데미의 조엘레 모로는 이탈리아 알프스의 돌 오두막(Alte Pforzheimer Hütte) 위의 산 경사면에 나방 덫을 설치했습니다. 루이지 아반타지아토
이를 위해서는 대학원생, 연구원, 심지어 시민 과학자로 구성된 소규모 군대가 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 실제로, 이 탐험의 목표 중 하나는 게놈 서열 분석을 위한 샘플 수집의 모범 사례를 개발 및 개선하고, 게놈 서열 분석 및 주석 기술에 다양한 수준의 친숙성을 갖고 있는 젊은 나비목 전문가 간부를 훈련시키는 것입니다. 이러한 기술은 Project Psyche뿐만 아니라 궁극적으로 Earth BioGenome Project의 성공에 달려 있습니다.
나방을 잡으려면 나방처럼 생각해야 합니다
고지대 오두막에서의 첫날의 늦은 오후였습니다. 체코 과학 아카데미의 모로는 보라색, 노란색, 라벤더색, 진홍빛 등 야생화가 희미해지는 호박색 빛에 부드럽게 흔들리는 눈부신 바다 속의 가파른 경사진 산비탈에 서 있습니다. 그는 검은색 캠프 셔츠, 검은색 카고 반바지, 검은색 양말, 검은색 하이킹 부츠, 두툼한 복고풍 안경을 착용하고 나비 그물을 들고 있습니다(예, 검은색입니다). 그는 고요하고 조용하며 해당 지역을 통과하는 나방의 비행 경로에 영향을 미치는 빛, 초목, 바람의 미묘한 차이를 받아들입니다. 나방처럼 생각하면서 그는 옆 계곡과 계곡을 통과할 가능성이 있는 경로를 시각화합니다.
목표는 밤 동안 세 개의 나비 트랩을 어디에 배치할지 알아내는 것입니다. 그는 다양한 “미세 환경”에 함정을 설치하면 더 넓은 범위의 생물이 나올 수 있다고 설명합니다. 하지만 이에 대한 공식은 없습니다. 동물을 포획하는 것은 경험, 인식 및 판단에서 발생하는 직관에 크게 의존합니다.
프랑스 투르 곤충생물학 연구소의 유전학 연구원 노에 도그보(Noé Dogbo)가 이탈리아 볼차노 쿠론 베노스타 인근 로자 산맥에서 사냥 세션 중 나비를 쫓고 있습니다. 루이지 아반타지아토
“저기” 그는 계곡 건너 반대쪽 경사면을 가리켰습니다. “북쪽을 향하고 있습니다. 보세요? 꽃이 없습니다. 이것이 제가 말하는 미세 환경이 다르다는 뜻입니다.” 우리는 계곡 바닥에서 약 80미터 높이의 남향 경사면에 자리 잡고 있으며, 토스터 오븐만큼 넓은 산책로를 따라 있습니다.
몇 시간 후, 접시 크기의 소 패티와 마못 굴로 이어지는 벌어진 구멍을 피한 후 위치를 선택하고 함정을 설치합니다. 남쪽 경사면에 하나, 북쪽에 하나, 그리고 그 사이의 빠르게 흐르는 개울 근처에 하나가 있습니다. 하늘이 짙은 푸른색으로 어두워지자 우리는 터벅터벅 오두막으로 돌아가 불을 피우고 기다립니다.
다음 날 새벽이 되자 모로는 밤의 짐을 가지고 돌아오며 기뻐합니다. 화려한 노랑호랑이나방을 포함하여 적어도 150마리의 나방이 있습니다. 니인 종 Torrado-Blanco가 식별한 Project Psyche의 프로젝트는 플라스틱 표본 병에 담겨 Hotel Tyrol의 임시 실험실로 이동합니다. 그곳에서 그들은 사진을 찍고 해부되기 전에 드라이아이스에 노출되어 기절하고 죽게 됩니다. 머리, 흉부 및 복부는 Wellcome Sanger Institute의 실험실에서 최첨단 DNA 및 RNA 시퀀싱을 위해 별도의 플라스틱 튜브에 포장됩니다. Wellcome Trust는 Project Psyche와 Darwin Tree of Life 프로젝트의 주요 후원자입니다.
프로젝트 프시케(Project Psyche)의 리더이자 Wellcome Sanger Institute의 나비목 학자 Joana Meier는 이탈리아에서 영국 연구소로 배송하기 위해 나방의 복부를 약병에 포장합니다. 유리병의 바코드에는 샘플에 대한 정보가 포함되어 있으며 실험실까지의 이동 과정을 추적할 수 있습니다. 루이지 아반타지아토
플라스틱 튜브는 Wellcome Sanger로의 여행을 위해 액체 질소 냉각 배송 컨테이너에 포장됩니다. DNA는 사망 직후, 특히 연조직에서 분해되기 시작합니다. 따라서 시료가 가능한 한 분해되지 않고 Wellcome Sanger에 도착하도록 하기 위해서는 극저온이 필요합니다.
마이크로나방은 다가오는 도전이다
니콜라스 월버그 ~의 룬드대학교스웨덴에서는 공식적으로 Project Psyche의 “샘플링 허브 리더”입니다. 비공식적으로 그는 이곳 Malles Venosta에서 젊은 연구원들의 멘토링을 돕는 몇 안 되는 백발의 베테랑 중 한 명입니다. 이들의 출석은 유럽 연합 프로그램을 통해 자금 지원을 받고 있습니다. 유럽의 과학기술협력.
스웨덴 룬드 대학의 진화생물학자인 니클라스 월버그(Niklas Wahlberg)가 이탈리아 말레스 베노스타(Malles Venosta) 위의 알파인 트레일을 따라 있는 포획 장소에서 플라스틱 용기에 나방을 포획하고 있습니다.루이지 아반타지아토
Wahlberg는 나방의 열렬한 팬입니다. 그가 나비를 싫어하는 것은 아닙니다. 대중의 상상 속에서 나비가 나방을 가리는 것에 조금 지쳤을 뿐입니다. 나비는 크고, 밝고, 다채롭지만, 섬세하기도 합니다. 그들은 진화 역사에서 나방보다 훨씬 늦게 나타났습니다. 그리고 그들은 밤이나 비오는 날에도 날 수 없습니다. “나비는 낮에 날아다니는 나방일 뿐입니다.”라고 Wahlberg는 농담합니다. “사람들은 그들을 다르고 특별하다고 생각하지만 그렇지 않습니다.”
대량 게놈 서열 분석의 새로운 시대에, 그것들은 과학적으로도 덜 중요하다는 것이 틀림없습니다. 우선, 나비는 알려진 나비목 전체 종의 10%에 불과합니다. 약 19,000종은 나비이고 180,000종 이상은 나방입니다. 프로젝트 프시케의 관심 대상인 유럽 나비목 11,000종 중 Wahlberg의 계산에 따르면 그 중 560종만이 나비입니다. 그리고 그들은 이미 그 중 3분의 2를 수집했다고 덧붙였습니다.
따라서 프시케의 진짜 과제는 모든 나방을 찾아 식별하는 것입니다. 특히 작은 나방.
작은 나방 곤충학자들은 오랫동안 짜증을 냈습니다. 그 중 가장 큰 것의 날개 폭은 미국 10센트 동전, 즉 2유로센트 동전만큼 넓습니다. 가장 작은 핀 머리에 맞을 수 있습니다. 그룹으로서 그들은 나비보다 훨씬 일찍 진화했을 뿐만 아니라 다른 모든 나방(“대형나방”으로 알려져 있음)보다 훨씬 일찍 진화했습니다. 있다 많은 작은 나방의 수는 현재 추정치로 최소 62,000종입니다. 그중에는 가장 경험이 풍부한 나비목 학자조차도 눈으로 구분할 수 없을 정도로 유사한 많은 쌍 또는 다른 작은 종 그룹이 있습니다.
Wellcome Sanger Institute의 Charlotte Wright가 이탈리아 Malles Venosta 위의 알파인 트레일에 있는 가벼운 함정에서 나방을 수집합니다.루이지 아반타지아토
이는 Project Psyche에게 엄청난 도전이 될 것이라고 Wahlberg는 지적합니다. 하지만 다행히도 기술적인 해결책이 있는 문제입니다. DNA 바코드.
모든 세포의 핵에는 DNA 외에도 다른 유전 물질이 존재합니다. 미토콘드리아 DNA핵 외부. 상대적으로 접근하기 쉽고, 결정적으로 미토콘드리아 유전자가 있습니다. CO1이는 종, 심지어 밀접하게 관련된 종 간에도 현저하게 달라지는 경향이 있습니다. 따라서 이 유전 물질은 관련 종을 구별하는 데 매우 귀중한 요소입니다. 연구자들은 수백만 개의 특징적인 DNA 서열을 집합적으로 포함하는 이러한 DNA 바코드에 대한 여러 데이터베이스를 구축했습니다. Wahlberg는 “우리는 유럽 나비목의 99%에 대한 DNA 바코드를 보유하고 있습니다.”라고 말합니다. “그리고 작은 나방 종의 약 5%만이 동일한 CO1 유전자를 가지고 있습니다.”
DNA 바코드 2000년대 초반에 발명된 폴 허버트 그리고 회사 동료들 구엘프 대학교캐나다에서는 이를 뒷받침하는 DNA 서열 분석 기술과 함께 최근 몇 년 동안 크게 발전했습니다. 이 기술은 극소량의 조직 샘플로 시작됩니다. 예를 들어, Malles Venosta에 있는 호텔의 임시 연구실에서 서열 분석을 위해 나방을 해부하는 연구자들은 DNA 바코드를 위해 종이 확실하게 알려지지 않은 각 나방의 다리도 제거했습니다.
바르셀로나 게놈 규제 센터의 직원 과학자 Silvia Pérez Lluch는 게놈 서열 분석을 위해 조직 샘플을 회수합니다. 샘플의 DNA 분해를 최소화하기 위해 -80°C에 보관됩니다.루이지 아반타지아토
유전 물질은 해당 조직에서 분리된 다음 CO1 유전자가 ‘증폭’되거나 이라는 표준 생명공학 기술을 사용하여 수백만 개의 복사본으로 복제됩니다. 중합효소 연쇄반응. 해당 물질은 연구자가 사용할 수 있는 12개 이상의 시퀀싱 기계 중 하나를 사용하여 시퀀싱됩니다.
바코드 작성을 위해 CO1 유전자의 일반적인 DNA 서열은 400~800개 염기쌍으로 구성됩니다. 그러나 최근 연구자들은 더 짧거나 더 긴 바코드를 사용하는 기술을 개발해 왔습니다. 미니 바코드라고 불리는 더 짧은 코드는 DNA 샘플이 불완전하거나 손상된 경우에도 종을 식별하는 데 더 효과적인 것으로 입증되었습니다. 미니 바코드에는 다음이 있을 수 있습니다. 100~250개 염기쌍. 반대로, 수천 개의 염기쌍이 있을 수 있는 “슈퍼 바코드”는 밀접하게 관련된 종을 구별하는 데 유용합니다. 이는 많은 작은나방이 겪는 어려움과 정확히 같습니다.
RNA가 주석을 더 빠르게 만드는 이유
프시케 연구자들이 나비목 샘플링의 실행 계획과 메커니즘을 연마하는 동안, 다른 유럽 나비목 프로젝트는 지구 생물 게놈 프로젝트 전체에 반향을 일으킬 수 있는 기술 발전을 조용히 진행하고 있었습니다. 스페인과 안도라 연구자들이 함께 협력하여 지구 바이오게놈 프로젝트를 위한 카탈로니아 이니셔티브 보라색 구리나비의 게놈 서열 분석리카에나 헬레그 생물은 1775년에 처음 연구됨. 그들은 자신들의 노력을 다음과 같이 설명했습니다. 종이 출판사 F1000연구.
이것은 일상적인 절차가 아니었습니다. 일반적으로 연구자들이 게놈을 지도화할 때 유기체를 샘플링하고 DNA의 서열을 분석합니다. 시퀀싱 후에는 대량의 단편화된 유전자 데이터를 완전한 게놈 서열로 조립해야 하며, 큐레이션이라는 프로세스를 통해 해당 완전한 서열을 수동으로 확인한 다음 주석을 달아야 합니다. 주석에서는 게놈의 많은 유전자가 식별되고 이상적으로는 그 기능이 설명됩니다.
바르셀로나에 있는 Centro Nacional de Análisis Genómico의 이사인 Ivo Gut는 대량의 유전자 데이터 내에서 유전자를 식별할 수 있는 새로운 기술에 대한 높은 기대를 가지고 있습니다.루이지 아반타지아토
오늘날 큐레이션과 주석은 시간이 많이 걸리는 프로세스이며, 지구 생물지놈 프로젝트가 2035년 목표를 달성하기 위해 절실히 필요한 급속한 진행의 주요 병목 현상으로 간주됩니다. 찾기 수천 개의 유전자 엄청난 양의 서열화된 데이터 내에서 현재는 대부분 자동화된 프로세스이지만 심각한 생물정보학적 조사가 포함될 수 있습니다. “선형 게놈과 서열을 가지고 가서 ‘아, 여기 좀 보세요. 여기에서 시작하는 유전자가 있습니다.”라고 말합니다. 아이보 굿이사 국립 게놈 분석 센터 (CNAG), 바르셀로나. “’그리고 이것이 유전자의 구조입니다.’ 그러면 그것이 무엇인지 어느 정도 알 수 있습니다. 예를 들어, 그 유전자가 다른 종에 알려져 있는지 살펴보세요. 그런 다음 다음 항목으로 이동합니다. 그리고 이러한 유사성 검색만으로도 일반적으로 게놈에서 코딩 유전자로 알려진 것의 거의 80% 또는 어쩌면 70%에 주석을 달 수 있습니다. 이러한 코딩 유전자는 유기체에서 중요한 기능을 수행하는 세포에서 생산되는 많은 단백질을 암호화합니다.
Gut은 또한 주석을 수행하기 위해 연구자들이 다른 유전 분자, RNA 또는 리보핵산. 유전자가 생성될 때, 또는 “표현하다,” 단백질, RNA 세포핵 외부의 유전암호를 세포의 단백질 생성 장치로 전달하는 “전령자” 역할을 합니다. 따라서 RNA는 단백질을 코딩하는 유전자가 게놈의 어디에 있는지 알아내는 데 매우 유용합니다. 신체의 서로 다른 세포는 서로 다른 단백질을 발현하지만 모든 경우에 발현은 특정 유전자로 인해 발생하며 해당 유전자는 이와 관련된 RNA에서 결정적으로 식별될 수 있습니다.
스페인과 안도라 연구자들의 연구에서 획기적인 점은 샘플의 모든 RNA를 서열화하기 위해 장기 판독 서열분석이라는 기술을 사용했다는 것입니다. 게놈을 시퀀싱하는 동안 긴 읽기 기계는 기존의 짧은 읽기 시스템보다 훨씬 긴 DNA 세그먼트를 처리합니다. 길이가 길수록 짧은 판독 기계를 작동시킬 수 있는 반복 시퀀스를 쉽게 해결할 수 있는 기능을 포함하여 여러 가지 이점이 있습니다.[장기판독게놈시퀀싱에대한자세한내용은최근기사를참조하세요[Formoreonlong-readgenomesequencingseemyrecentarticle“모든 것의 게놈 서열을 밝히는 탐구안에 IEEE 스펙트럼.”]연구원들은 바르셀로나의 4개 조직, 즉 CNAG에서 왔습니다. 게놈조절센터 (CRG), 진화생물학연구소 폼페우 파브라 대학과 바르셀로나 대학교—그리고 안도라 연구 및 혁신로리아의 세인트 줄리안에서.
여성의 게놈 보라색 구리 나비피레네 산맥에서 시베리아까지 뻗어 있는 광대한 영토에 서식하는 는 총 547,306,268개의 염기쌍을 가진 25쌍의 염색체로 구성되어 있습니다. 연구진은 샘플에서 RNA의 긴 판독 시퀀싱을 사용하여 20,122개의 단백질 코딩 유전자와 4,264개의 비코딩 유전자를 식별할 수 있었습니다. 단백질을 코딩하는 유전자와 달리 비코딩 유전자는 한 종에서 다음 종으로 식별하기가 더 어렵습니다. 계산 수단으로는 예측하기가 매우 어렵습니다.. 많은 비암호화 유전자는 세포 내에서 중요한 조절, 보호 또는 기타 기능을 수행합니다. 그러나 지금까지 생산된 모든 주석이 달린 나비목 게놈의 최소 30%에는 비암호화 유전자에 대한 주석이 부족하며, 이를 포함하는 유전자는 일반적으로 상대적으로 적다고 말합니다. 로데릭 귀고 세라CRG에서 생물정보학 및 유전체학 프로그램을 이끌고 있습니다.
“장기 판독 RNA 시퀀싱은 게놈 서열에서 정확하게 위치를 찾는 유일한 방법일 수 있습니다.”라고 그는 말합니다. 오랫동안 읽은 RNA 염기서열 분석을 통해 “우리는 유전자가 어디에 있는지에 대한 더 나은 정보를 얻고 유전자 경계에 대한 더 정확한 정의를 얻습니다. 전에도 본 적이 있어요.” Serra가 단언합니다.
바르셀로나 게놈 규제 센터의 Guigò 연구소에서 기술자가 게놈 서열 분석 기계에 샘플을 로드합니다. 루이지 아반타지아토
그의 그룹은 현재 인간을 포함한 수많은 다른 종에 장문의 RNA 서열 분석 기술을 적용하고 있습니다. 그들은 이것을 통해 이 일을 하고 있어요 유전자 코드인간과 마우스 게놈에 대한 개선된 “참조” 주석 생성을 목표로 하는 국제 컨소시엄입니다. 인간 게놈 서열의 첫 번째 초안이 나온 지 25년이 지났지만, 특히 비암호화 유전자와 관련하여 여전히 공백이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 최근 Gencode 팀은 긴 판독 RNA 시퀀싱을 사용하여 다음을 확인함으로써 생물학자들에게 충격을 주었습니다. 이전에 알려지지 않은 비암호화 인간 유전자 18,000개. Serra는 “이러한 유전자는 거의 25년 동안 본질적으로 무시되어 왔으며 이는 장문 RNA 서열 분석 기술의 힘을 강조합니다”라고 말합니다.
연구자들은 세계 유기체의 서열을 분석하고 주석을 달기 위한 거대한 탐구에 힘을 실어주는 이러한 발전을 기대하고 있습니다. 그리고 그 탐구 속에서 Project Psyche는 고무적인 시작을 시작했습니다. 유럽의 나비목 11,000종 중 거의 3,000종의 표본이 채취되고 그 중 1,000종 이상이 서열 분석된 나비목은 현재 가장 널리 서열이 분석된 유기체 목입니다. 그럼에도 불구하고 아마도 세계 다른 곳에서 170,000명의 다른 교단 구성원이 샘플링되고 서열이 분석되어야 할 것입니다.
엄청난 작업입니다. 이를 실천하는 사람들은 소설가이자 나비목 연구가인 블라디미르 나보코프(Vladimir Nabokov)로부터 영감을 얻을 수 있습니다. “내 혐오는 단순해요.” 그는 1973년에 썼다.. “어리석음, 억압, 범죄, 잔인함, 부드러운 음악. 나의 즐거움은 인간이 아는 가장 강렬한 즐거움, 즉 글쓰기와 나비 사냥입니다.”