Журнал гликомики и липидомики
Открытый доступ

Абстрактный

Сравнительная геномика: от геномных последовательностей к геномной биологии

Михаил Юрьевич Гальперин

Геномная биология нацелена на использование полных последовательностей генома для реконструкции всех метаболических и сигнальных путей, которые могут работать в целевых организмах, и определения вероятных регуляторных центров и потенциальных мишеней для лекарств. Такой анализ требует всеобъемлющей функциональной аннотации всех белков, закодированных в каждом секвенированном геноме. Стандартный анализ последовательностей обычно не обеспечивает (уверенного) функционального назначения по крайней мере для трети генов даже в относительно небольших прокариотических геномах. В результате сравнительная геномика имеет дело с постоянно растущим числом «гипотетических» белков, функции которых остаются неизвестными. В этом докладе будет обсуждаться использование сравнительной геномики для улучшения нашего понимания микробных метаболических и сигнальных путей, включая некоторые недавние примеры идентификации «отсутствующих» ферментов и прогнозирования альтернативных вариантов ферментов. Будет показано, что число действительно загадочных «консервированных гипотетических» белков относительно невелико, особенно в редуцированных геномах патогенных бактерий, что предполагает, что большинство их клеточных функций уже учтены. Напротив, число неохарактеризованных генов в свободноживущих организмах остается довольно большим, а их функции остаются неясными. Наша текущая гипотеза заключается в том, что многие из этих генов имеют функцию «уборки дома», которая почти так же важна, как и ведение домашнего хозяйства, особенно для аэробных бактерий и эукариотических клеток. Мы также кратко обсудим, как сравнительная геномика может быть использована для определения приоритетных целей для будущих исследований, а также проблемы в характеристике их функций.