Die Europäische Zytogenetik-Konferenz, dieses Jahr #ECA2015 in Straßburg, ist ein großartiges Treffen, um das Neueste über die Chromosomenforschung zu erfahren, mit einem starken Fokus auf Humanforschung, aber vielen Dingen, die für die Pflanzen- und Tierzytogenetik wichtig sind. Eine Schlüsselbotschaft in diesem Jahr ist die Allgegenwärtigkeit und Bedeutung der Kopiezahlvariation – CNV – von Sequenzen in Genomen, die zahlreiche Phänotypen, Genexpression und Genommodifikationen beeinflussen und eine schnelle Evolution zeigen. Die Tiefensequenzierung ist wichtig, um diese Varianten zu verstehen, wobei molekulare Zytogenetik und Array-Hybridisierung entscheidend sind, um ihre Standorte und Art zu demonstrieren.
Das ECA-Programm beginnt mit Workshops, in denen der Bedarf an Datenaustausch (große Datenbanken, Array-CGH mit Joris Vermeesch) und große Datenbanken zu Erkrankungen des Menschen im Zusammenhang mit Chromosomen – sowohl angeboren als auch bei bösartigen Erkrankungen – wie ECARUCA (Nicole von Leeuw) diskutiert wurden. Der Aufwand für die Implementierung und Pflege solcher Datenbanken ist immens; zumindest in der Pflanzen- und Tierwelt haben wir nicht die ethischen und geduldigen Probleme zusätzlich zur Komplexität der Datenanalyse (obwohl wir die Auflösung geringfügiger geistiger Behinderungen vermissen, die durch Chromosomenaberrationen von viel weniger als 400 kb verursacht werden können; wie gezeigt von Marie Faoucher, Lyon). In einer weiteren interessanten Sitzung wurden umfangreiche laborübergreifende Versuche diskutiert, um zu zeigen, wo Unterschiede zwischen Laboren im Zusammenhang mit der Qualitätskontrolle auftreten. Harold Rieder aus Düsseldorf zeigte in situ-Hybridisierungsversuche und alle Unterschiede zwischen den Laboren in den Protokollen – er erwähnte das Alter der Objektträger, den Hersteller und das Wisch-/Waschprotokoll der verwendeten Glasobjektträger im Labor (Dinge, die wir in meinem eigenen Labor hervorheben) sowie der große Einfluss auf die Präparate durch kleine Variationen in den Fixierungsprotokollen lebender Zellen. Meiner Erfahrung nach gibt es eine Reihe von „Schulen“ der Pflanzenforschung, deren Chromosomenpräparate ein ziemlich charakteristisches Aussehen haben, was zweifellos auf solche geringfügigen Behandlungsunterschiede zurückzuführen ist. Ein weiterer Workshop hatte einen praktischen Anteil: In wurde Meiose in Aktion gezeigt Maj Hulten und Trude Schwarzachers Werkstatt.
https://twitter.com/Pathh1/status/617356115962150912/photo/1
Mit Mariano Rocci, Leopoldo Ianuzzi und Valerie Fillon als Co-Organisatoren umfasste unser Tier- und Pflanzenzytogenetik-Workshop spannende Präsentationen aus fünf Labors. Anna Zlotina eröffnete die Sitzung und zeigte die Mikrodissektion von Lampenbürstenchromosomen von Hühnern. Nach Amplifikation der sezierten DNA verwendete sie die mikrosezierten Regionen von einigen Millionen Basenpaaren für die in situ-Hybridisierung und markierte dabei kleine Segmente des ursprünglichen Chromosomensegments; Ich gehe davon aus, dass die Verteilung transponierbarer Elemente über Pflanzenchromosomen bedeuten würde, dass eine ähnliche Strategie nicht funktionieren würde. Interessanterweise war Anna auch in der Lage, die amplifizierte, sezierte DNA für die Sequenzierung zu verwenden, und der Abgleich mit der Hühnergenomsequenz zeigte, wo das sezierte Segment innerhalb der Sequenz lag.
Zwei Pflanzenvorträge in der Sitzung hatten ein gemeinsames Element der Verwendung von genomischer In-situ-Hybridisierung (eine Methode, die erstmals veröffentlicht wurde in Annals of Botany im Jahr 1989 angegeben), um Beziehungen zwischen Arten einschließlich Polyploiden innerhalb einer Gattung aufzuklären. Qing Liu vom South China Botanic Garden verwendet die Chromosomen-Malmethode, um Sorghum-Genom-Beziehungen zu klären und die Evolution von Wiederholungssequenzen zu wiederholen, während Paula Tomaszewska die Endosperm-Stabilität in Hybriden zwischen Haferarten bei verschiedenen Ploidien untersuchte. Sie konnte viele Anomalien entdecken, und das Verständnis der Natur und der Ursachen dieser chromosomalen Instabilitäten wird entscheidend sein, um die gesamte genetische Variabilität innerhalb der Gattung für die Zucht mit großen produktiven Endospermen auszunutzen, der Quelle der meisten Kalorien, die Menschen verbrauchen.
2015 jährt sich zum 150. Mal die Präsentation und Veröffentlichung von Mendels bahnbrechendem Aufsatz über seine Vererbungsgesetze. Das erwartet man bei dem unaufregenden und wenig informativen Titel Versuche über Pflanzenhybriden (Studies of plant hybrids) in seinem Aufsatz war einer der Gründe, warum er ignoriert wurde – die Bedeutung eines Aufsatztitels für die Arbeitssuche ist etwas, das wir hier auf AoBBlog und regelmäßig untereinander diskutiert haben Annals of Botany Redakteure! In ihrem Vortrag ging Trude Schwarzacher auf die Forschung zu Mendels Zeiten ein, als die „gemischte Vererbung“ akzeptiert wurde, und wie Mendel dazu kam, diese Arbeit durchzuführen. Nicht zuletzt wurde er von dem Physiker Christian Doppler an der Universität Wien unterrichtet, der zweifellos die zentrale Bedeutung des Rechnens und dessen, was wir heute als Statistik bezeichnen, für das Verständnis aller Phänomene, einschließlich der der Biologie, verankerte.
Trude wies auch darauf hin, dass von den sieben Merkmalen, mit denen Mendel bei Erbsen arbeitete, zwei immer noch sehr relevant für die Züchtung moderner Nutzpflanzen sind: der endständige Blütencharakter und der Zwergwuchs der gesamten Pflanze. Die Synthese der Ergebnisse in Mendels Originalarbeit ist auch heute noch bemerkenswert mit einer beträchtlichen Interpretation und Präsentation eines allgemeinen Vererbungsmodells: Ich frage mich, wie viele moderne Gutachter über „unbegründete Erweiterungen“ streiten würden? Trude diskutierte Mendels Interaktionen mit einem anderen wichtigen Botaniker der Zeit, Karl Wilhelm Nägeli von München; Dies war jedoch in gewisser Weise unglücklich, da erstens nicht klar ist, wie sehr Naegeli die Bedeutung von Mendels genetischen Ergebnissen und die Gesetze der Vererbung verstand, und auch den Vorschlag hatte, mit dem Habichtskraut, der Gattung Hieraceum, zu arbeiten, zu der viele gehören Polyploiden und Apomikten. Kaum eine Modellart, um die Prinzipien der genetischen Vererbung zu verstehen, und zweifellos entmutigend für den Mönch, der dann in Brünn arbeitet! Der letzte Abschnitt von Trudes Vortrag stellte Mendels Arbeit in den Kontext von Chromosomen, wie es auf einer Zytogenetik-Konferenz zu erwarten wäre, obwohl Zellteilung und Chromosomen erst später im 19. Jahrhundert beschrieben wurden – der oben eingebettete Slideshare zeigt einige Bilder aus diesen frühen Arbeiten , mit neueren Ergebnissen aus ihrem eigenen Labor.
http://www.slideshare.net/PatHeslopHarrison/trude-schwarzacher
Jaroslav Dolezel von der Tschechischen Akademie der Wissenschaften, Oloumec, bot seinen Zuhörern einen aufschlussreichen chromosomenzentrierten Blick auf die Evolution des Pflanzengenoms. Die Sequenzierung sagt uns viel, ist aber weit davon entfernt, uns etwas über die Auswirkungen von Chromosomenumlagerungen, Genom- und Chromosomenorganisation und repetitiver DNA zu sagen. In seinem Vortrag wurde uns gezeigt, wie Polyploidie eine wichtige treibende Kraft mit wiederkehrenden Zyklen von Polyploidiation und Diploidisierung ist. Er verglich die mehrfachen Runden, die bei den meisten Pflanzenarten beobachtet werden, mit den zwei Runden der Duplikation des gesamten Genoms, die von S. Ohno in den Genomen der frühen Wirbeltierlinie vermutet wurden. Sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren ermöglichen Genomduplikationen eine entspannte Selektion duplizierter Gene und Anhäufungen von Mutationen, während genomischer Schock strukturelle Umlagerungen, Aktivierungen von Transposons, modifizierte Genexpression und epigenetische Modifikationen ermöglicht, was zu Subfunktionalisierung, Neofunktionalisierung und Degeneration führt Genverlust. Dennoch wies Jaroslav darauf hin, dass weitere Untersuchungen zu den Auswirkungen der Polyploidiation und der breiten Hybridisierung erforderlich sind, und uns wurden viele Beispiele dafür gezeigt seine eigene Arbeit in Weizen.
Wir haben gesehen, wie die Durchflusssortierung von Chromosomen die Sequenzierung des großen Weizengenoms ermöglicht – mit 17,000 Mbp, etwa sechsmal so groß wie das menschliche Genom – und diese Daten zeigen das unterschiedliche Alter von Subgenomen in Polyploiden und wie neue Hybride und Polyploide können erstellt werden, um nützliche Informationen für Weizenverbesserungen in dieser wichtigen Art zu erhalten, die nur aus Anbau und menschlicher Aktivität bekannt ist.
Die gesamte ECA-Konferenz zeigt die zentrale Bedeutung eines chromosomenzentrierten Ansatzes zum Verständnis der Genomentwicklung und -struktur: Referenzgenomsequenzen und die Lawine von Sequenzdaten sind außerordentlich nützlich, aber es ist mehr erforderlich, um die Konsequenzen für die Biologie des Genoms zu ermitteln Genetik und Epigenetik und die Prozesse der Evolution.
In diesem AoBBlog habe ich mich auf die anlagenbezogenen Präsentationen auf der #ECA2015 konzentriert: Ich werde zusätzliche Rückblicke auf die Vorträge und andere Sitzungen hinzufügen molcyt.com ab Anfang nächster Woche.
