Расшифровка генома груши: как студенты помогли создать новый инструмент для индустрии
Груши — крупный бизнес на тихоокеанском северо-западе США. Однако традиционная селекция груш столетиями оставалась практически неизменной — это медленный, сложный и дорогой процесс.
Традиционной селекции может помочь геномика благодаря уникальному сотрудничеству студентов, учёных и индустрии в рамках инициативы American Campus Tree Genomes (ACTG).
ACTG возникла из желания двух профессоров увековечить знаменитые дубы Обернского университета (Toomer's Oaks), отравленные в 2010 году. Их план: отсеквенировать ДНК дуба и создать первый референсный геном живого дуба. Для этого они создали семестровый курс, чтобы студенты Оберна могли участвовать в секвенировании.
«ACTG использует знаковые и экономически ценные деревья, чтобы сократить разрыв между студентами и передовой геномикой», — говорит сооснователь ACTG Алекс Харкесс, Ph.D. — «Студенты совместно собирают, анализируют и публикуют геномы деревьев в престижных журналах, получая бесценный опыт».
Первый семестр стал успешным, несмотря на то, что большинство студентов никогда не писали рукопись, не занимались биоинформатикой в командной строке и не работали с молекулярной геномикой растений. Это положило начало общенациональной инициативе ACTG, официально основанной в 2021 году Алексом Харкессом, Ph.D., и Лесом Гертценом, Ph.D.
Инициатива ломает традиционные академические модели, погружая участников в реальный процесс сборки, анализа и публикации геномов. Студенты получают доступ к передовым методам секвенирования и биоинформатическим навыкам через экспертов HudsonAlpha Institute for Biotechnology.
«Этот курс — прекрасная возможность для студентов не просто познакомиться с совершенно новой идеей, но и стать в ней proficient, независимо от уровня навыков. У меня не было опыта в биоинформатике, а на выходе я получил совершенно новый, высоко востребованный набор навыков», — говорит Харрисон Эстес, выпускник Обернского университета ’23, участник курса по геному груши.
ACTG активно устраняет барьеры для входа и закрепления в STEM, предоставляя возможности студентам из небольших университетов, колледжей, community colleges и HBCU, где нет развитых программ по генетике и биоинформатике.
Участники ACTG переводят знания в практические приложения, которые напрямую приносят пользу научному сообществу и экономически важным отраслям.
Так, группа студентов Оберна в рамках ACTG совместно с экспертами по грушам из Университета штата Вашингтон и USDA ARS создала высококачественный геном груши. Тщательная работа привела к созданию полностью фазированной сборки на уровне хромосом — значительному прогрессу по сравнению с предыдущими попытками.
Сборка генома груши сорта д'Анжу, опубликованная в журнале G3: Genes, Genomes, Genetics, выявила тысячи геномных вариантов, имеющих большое значение для селекции. Этот высококачественный ресурс открывает кладезь информации для селекционеров груши и является важным инструментом для изучения эволюции, доместикации и молекулярной селекции.
«Программа ACTG не только создала высококачественные геномные ресурсы для ценного сорта груши, которые в конечном итоге принесут пользу производителям и потребителям, но и обучила почти 20 студентов и учёных потребностям индустрии яблок и груш», — сказала Инес Ханрахан, Ph.D., исполнительный директор Washington Tree Fruit Research Commission.