Технология секвенирования нового поколения открывает двери для открытий

Техасская служба геномики и биоинформатики AgriLife (Texas AgriLife Genomics and Bioinformatics Service) в Техасском университете A&M в Колледж-Стейшн приобрела систему секвенирования нового поколения, что делает реальностью открытия, немыслимые всего несколько лет назад, заявил директор службы.

«Мы вступаем в поистине удивительный период истории — эру секвенирования геномов», — сказал доктор Чарльз Джонсон. Миссия службы — способствовать научным открытиям, направляя и поддерживая ученых по всей системе Техасского университета A&M на всё более сложном и технологически продвинутом пути.

Служба была создана осенью 2010 года, но именно недавняя покупка системы секвенирования нового поколения Illumina HiSeq 2500 дает команде под руководством Джонсона возможность оказать огромное влияние на селекцию растений.

«Хотя машина ориентирована на селекцию растений, она потенциально способна отсеквенировать эквивалент человеческого генома за один день всего за $1000», — отметил Джонсон. Для сравнения, первоначальный проект «Геном человека» занял более 13 лет и стоил $2,7 млрд.

«Мы также можем смешивать большое количество образцов в одной "дорожке" (lane), используя штрих-кодирование на основе секвенирования, чтобы обеспечить более низкую стоимость на образец», — добавил он. Это, в свою очередь, позволяет проводить более масштабные исследования и совершать более значимые научные открытия.

Ключевым аспектом этой технологии является биоинформатический анализ — обработка огромного потока данных и превращение его в полезную информацию. AgriLife также инвестировал значительные ресурсы в эту область. Джонсон сравнил процесс с гигантским пазлом, где команда биоинформатиков, генетиков, статистиков, математиков и компьютерных ученых собирает фрагменты информации ДНК в целостную картину.

Доктор Билл Маккатчен, исполнительный заместитель директора AgriLife Research, отметил, что эти геномные возможности будут особенно важны для программы селекции пшеницы.

«Это дает нашим ученым возможность быстро продвигать важные признаки, которые мы находим на наших многочисленных опытных участках по всему Техасу, такие как засухоустойчивость», — сказал Маккатчен. «Система молекулярных маркеров предоставляет своего рода генетическую карту, и теперь мы можем двигаться в наших селекционных и агрономических исследовательских программах гораздо быстрее».

Джонсон пояснил, что ученые AgriLife теперь могут связывать генетическую информацию из больших селекционных популяций с обширной фенотипической информацией, устанавливая связь между генами и устойчивостью к засухе, болезням и насекомым, а также другими ценными признаками, ведущими к повышению урожайности в широком диапазоне условий.

Вместо того чтобы изучать один или два маркера за раз, «мы можем рассматривать сотни тысяч маркеров одновременно».

«Теперь у нас есть возможность с помощью геномики интегрировать и создавать превосходные сорта пшеницы по урожайности, засухоустойчивости, качеству и другим признакам за гораздо более короткий срок по сравнению с традиционными методами селекции», — заявил Маккатчен. «Комбинируя наш опыт в селекции, защите растений и агрономии с генетическими знаниями, мы, AgriLife, способны добиваться значительных успехов во всех сельскохозяйственных системах».

И Маккатчен, и Джонсон подчеркнули, что эта технология применима ко всем культурам, домашнему скоту, болезням и здоровью человека — ко всему, что содержит ДНК.

«AgriLife Research, проявив дальновидность, создал этот центр и сделал его доступным для всей системы Техасского университета A&M», — сказал Джонсон. «Мы не коммерческий центр, но для поддержания его работы требуются значительные средства. Наша цель — предоставить наилучшие услуги по секвенированию и биоинформатике всем нашим сотрудникам и благодаря этому обеспечить максимально возможную отдачу гражданам Техаса и мира в виде революционных новых открытий».