Sekvenování genomu
Ústav experimentální botaniky AV ČR v Olomouci provozuje Laboratoř pro genomiku rostlin. Její hlavní pracovní náplní je sekvenování genomu pšenice. Je jen shodou náhod, že tento projekt, kde hraje důležitou roli český výzkum a čeští vědci, se objevil přesně čtyři roky po tom, co bylo dokončeno sekvenování lidského genomu.
Slovo sekvenování je tedy poměrně dobře známé a představujeme si pod ním něco jako přečtení nebo rozluštění genomu.
Sekvenování celého genomu
Všechny organismy (bakterie, zelenina, savec) mají jedinečný genetický kód nebo genom, který se skládá z nukleotidových bází (A, T, C a G). Pokud známe sekvenci bází v organismu, identifikovali jsme jeho jedinečný otisk DNA neboli vzor. Určení pořadí bází se nazývá sekvenování. Sekvenování celého genomu je laboratorní postup, který určuje pořadí bází v genomu organismu v jednom procesu.
Jak funguje sekvenování celého genomu?
Při sekvenování celého genomu se postupuje podle těchto čtyř hlavních kroků:
- Stříhání DNA : Nejdříve se pomocí molekulárních nůžek rozstříhá DNA, která se skládá z milionů bází (A, C, T a G), na kousky, které jsou dostatečně malé, aby je sekvenační stroj mohl přečíst.
- Čárové kódy DNA : Každý kousek DNA dostane značku nebo čárový kód, aby se později dalo identifikovat, který kousek odstřižené DNA patří které bakterií. Je to podobné, jako když čárový kód identifikuje produkt v obchodě s potravinami.
- Sekvenování DNA : Vzorky DNA z více bakterií označené čárovým kódem se vloží do sekvenátoru DNA. Sekvenátor identifikuje A, C, T a G nebo báze, které tvoří každou bakteriální sekvenci. Sekvenátor používá čárový kód ke sledování toho, které vzorky patří ke kterým bakteriím.
- Analýza dat : K porovnání sekvencí z více bakterií a identifikaci rozdílů se používají nástroje počítačové analýzy. Počet rozdílů může říci, jak blízce příbuzné bakterie jsou a jak je pravděpodobné, že jsou součástí stejného ohniska.
Přínosy sekvenování celého genomu
Sekvenování celého genomu například zlepšuje detekci infekčního onemocnění nebezpečnými bakteriemi.
V USA je sekvenování celého genomu standardní metodou pro detekci a vyšetřování ohnisek otrav potravinami infikovanými bakteriemi, jako jsou Campylobacter, E. coli produkující Shiga toxin, Salmonella, Vibrio a Listeria. Od zavedení celogenomového sekvenování patogenů se zlepšil jejich dohled nad propuknutím alimentárních chorob a zlepšili se ve schopnosti detekovat trendy alimentárních infekcí a antimikrobiální rezistence. Sekvenování celého genomu poskytuje podrobná a přesná data pro dřívější identifikaci ohnisek.
Jak se rozšiřuje použití sekvenování celého genomu, národní systémy dohledu a laboratorní infrastruktura musí držet krok s měnící se technologií. Jen díky modernizaci bude možné úspěšně odhalovat infekční nemoci, reagovat na ně a včas je zastavit. Sekvenování celého genomu je rychlý a cenově dostupný způsob, jak získat podrobné informace o bakteriích pomocí jediného testu. Díky tomu je možné zajistit rychlé a méně nákladné diagnózy pro jednotlivce a shromáždit důkazy potřebné k rychlému řešení a prevenci alimentárních ohnisek.