O repetitivních sekvencích v rostlinných genomech

Biologické centrum AV ČR v Českých Budějovicích připravilo mezinárodní setkání odborníků zabývajících se rostlinnou cytogenetikou a repetitivními sekvencemi v rostlinných genomech. Již druhý workshop, jehož se ve dnech 13. až 15. února 2013 zúčastnilo přes 30 odborníků z devíti zemí (Německa, Francie, Velké Británie, Rakouska, Indie, Vietnamu, Španělska, USA a České republiky), hostilo Oddělení molekulární cytogenetiky Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR.

Foto: Ondřej Jenz
Vedoucí oddělení molekulární cytogenetiky Jiří Macas představuje v počítačové učebně Přírodovědecké fakulty JU originální bioinformatickou metodu RepeatExplorer.

Program sestával z 20 přednášek o aktuálních tématech rostlinné genomiky; mezi řečníky patřili mj. Andreas Houben (Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, Gatersleben) – o původu parazitických chromozomů u rostlin, Andrew Leitch (School of Biological and Chemical Sciences, Queen Mary, University of London, UK) – o evoluci genomu rost­lin z rodu Nicotiana, Ahmed Abdelsamad (Max Planck Institute for Plant Breeding Research, Cologne, Germany) – o studiu repetitivní DNA v genomu Arabidopsis lyrata, Falk Zakrzewski (Technische Universität Dresden, Germany) – o epigenetické charakterizaci repetic v genomu cukrové řepy nebo Hanna Weiss-Schneeweiss (University of Vienna, Austria) o dynamických cytogenetických změnách u rostlin z rodu Prospero.
Oddělení molekulární cytogenetiky se studiem repetitivních sekvencí u rostlin a jejich vlivu na evoluci rostlinných genomů a organizaci chromozomů zabývá dlouhodobě a systematicky. S nástupem nových sek­venačních metod vyvinulo originální bioinformatické metody, které jsou určené ke studiu repetitivních sek­vencí z dat pocházejících ze sekvenování nové generace. Představení metod, jež nedávno publikovalo v prestižním časopise Bioinformatics a které jsou odborné veřejnosti k dispozici na serveru ÚMBR BC AV ČR RepeatExplorer (http://repeatexplorer.umbr.cas.cz), a ukáz­ka jejich praktického využití byly součástí i únorového workshopu. Vedoucí oddělení Jiří Macas a jeho spolupracovníci vysvětlili principy a výhody použití RepeatExploreru a jeho vhodnost pro identifikaci a klasifikaci repetic v rostlinném genomu ze „shot-gunového“ sekvenování. Hlavní výhodou je, že jej lze použít též pro charakterizaci repetic u druhů, u nichž dosud neznáme kompletní genomickou sekvenci. I když vědci původně vyvinuli RepeatExplorer pro studium rostlinných genomů, je vhodný také ke studiu repetic u jiných taxonomických skupin. Navíc jej lze využít pro srovnávací studie repetic z více druhů a identifikaci repetic nových. Takto byl například použit při analýze genomů ze sedmi druhů netopýrů, což vedlo k nalezení nových repetitivních elementů.
Druhou část workshopu organizátoři zaměřili na praktické použití RepeatExploreru, a účastníci tak měli příležitost vyzkoušet si nové metody na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity. Seznámili se s uživatelským prostředím RepeatExploreru a poté si vyzkoušeli přípravu sekvenačních dat, kontrolu jejich kvality, nastavení parametrů a spuštění analýzy, interpretaci výsledků, identifikaci repetitivních elementů a jejich fylogenetickou analýzu.
Závěr setkání patřil diskusi, při níž se hovořilo o potenciální spolupráci na již uskutečňovaných i plánovaných projektech a dalších možnostech zlepšení metod pro charakterizaci genomických repetitivních sekvencí.

PETR NOVÁK,
Ústav molekulární biologie rostlin BC AV ČR, v. v. i.