O processo de Conferência Europeia de Citogenética, este ano #ECA2015 em Estrasburgo, é um ótimo encontro para ouvir as últimas novidades em pesquisa cromossômica, com um forte foco na pesquisa humana, mas muito importante para a citogenética vegetal e animal. Uma mensagem importante deste ano é a onipresença e a importância da variação do número de cópias – CNV – de sequências em genomas que afetam numerosos fenótipos, expressão gênica e modificações genômicas, além de mostrar uma rápida evolução. O sequenciamento profundo é importante para a compreensão dessas variantes, com a citogenética molecular e a hibridação de matriz são essenciais para demonstrar suas localizações e natureza.
O programa ECA começa com workshops onde a necessidade de compartilhamento de dados (grandes bancos de dados array-CGH com Joris Vermeesch) e grandes bancos de dados sobre distúrbios humanos relacionados a cromossomos – tanto congênitos quanto em malignidades – como ECARUCA (Nicole de Leeuw) foram discutidos. O esforço necessário para implementar e curar tais bancos de dados é imenso; pelo menos no mundo vegetal e animal não temos as questões éticas e pacientes no topo da complexidade da análise de dados (embora sintamos falta da resolução de pequenas deficiências intelectuais que podem ser causadas por aberrações cromossômicas de muito menos de 400kb; como mostrado por Marie Faoucher, Lyon). Outra sessão interessante discutiu extensos testes entre laboratórios para mostrar onde surgem as diferenças entre os laboratórios em um contexto de controle de qualidade. Harold Rieder, de Dusseldorf, mostrou ensaios de hibridização in situ e todas as diferenças entre laboratórios em protocolos - ele mencionou idade da lâmina, fabricante e protocolo de limpeza/lavagem em laboratório das lâminas de vidro usadas (coisas que enfatizamos em meu próprio laboratório), bem como a enorme influência nas preparações de pequena variação nos protocolos de fixação de células vivas. Em minha experiência, há um número de 'escolas' de pesquisa de plantas que têm uma aparência bastante distinta em suas preparações cromossômicas, sem dúvida surgindo de tais pequenas diferenças de tratamento. Outra oficina teve um elemento prático: a meiose em ação foi mostrada em Maj Hulten e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Trude Schwarzacheroficina de.
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Com Mariano Rocci, Leopoldo Ianuzzi e Valerie Fillon como co-organizadores, nosso workshop de Citogenética Animal e Vegetal incluiu apresentações emocionantes de cinco laboratórios. Anna Zlotina abriu a sessão mostrando microdissecção de cromossomos de lampbrush de galinha. Após a amplificação do DNA dissecado, ela usou as regiões microdissecadas de alguns milhões de pares de bases para hibridização in situ e isso rotulou pequenos segmentos do segmento original do cromossomo; Espero que a dispersão de elementos transponíveis sobre cromossomos de plantas signifique que uma estratégia semelhante não funcionaria. Curiosamente, Anna também foi capaz de usar o DNA dissecado e amplificado para sequenciamento, e o alinhamento com a sequência genômica da galinha mostrou onde o segmento dissecado estava dentro da sequência.
Duas palestras sobre plantas na sessão tiveram um elemento comum de uso de hibridização genômica in situ (um método publicado pela primeira vez em Annals of Botany em 1989) para elucidar as relações entre espécies, incluindo poliploides dentro de um gênero. Qing Liu, do Jardim Botânico do Sul da China, usa o método de pintura cromossômica para classificar as relações do genoma do sorgo e repetir a evolução da sequência, enquanto Paula Tomaszewska estava investigando a estabilidade do endosperma em híbridos entre espécies de aveia em várias ploidias. Ela poderia detectar muitas aberrações, e entender a natureza e as causas dessas instabilidades cromossômicas será fundamental para explorar toda a variabilidade genética dentro do gênero para reprodução com grandes endospermas produtivos, a fonte da maioria das calorias que os humanos consomem.
2015 marca o 150º aniversário da apresentação e publicação do artigo seminal de Mendel apresentando suas Leis da Hereditariedade. Espera-se que o título desinteressante e pouco informativo Versuche über Pflanzenhybriden (Estudos de plantas híbridas) em seu artigo foi uma das razões pelas quais foi ignorado - a importância de um título de artigo para encontrar trabalho é algo que discutimos aqui no AoBBlog e regularmente entre Annals of Botany Editores! Em sua palestra, Trude Schwarzacher discutiu a pesquisa na época de Mendel, quando a 'herança combinada' era aceita, e então como Mendel chegou a realizar o trabalho. Não menos importante, ele foi ensinado pelo físico Christian Doppler na Universidade de Viena, sem dúvida implantando a centralidade da numeração e do que hoje consideramos estatísticas, para entender todos os fenômenos, incluindo os da biologia.
Trude também apontou que dos sete caracteres com os quais Mendel trabalhou na ervilha, dois ainda são muito relevantes para o cultivo de culturas modernas: o caráter de floração terminal e o nanismo de toda a planta. A síntese dos resultados no artigo original de Mendel, ainda hoje, é notável com considerável interpretação e apresentação de um modelo geral de herança: eu me pergunto quantos árbitros modernos iriam questionar sobre “extensões infundadas”? Trude discutiu as interações de Mendel com outro importante botânico da época, Karl Wilhelm Naegeli de Munique; de certa forma, porém, isso foi lamentável porque, em primeiro lugar, não está claro o quanto Naegeli entendeu o significado dos resultados genéticos de Mendel e as leis da hereditariedade, e também teve a sugestão de trabalhar com as ervas daninhas, gênero Hieraceum, que inclui muitos poliploides e apomíticos. Dificilmente uma espécie modelo a ser usada para entender os princípios da herança genética e, sem dúvida, desanimadora para o monge que então trabalhava em Brno! A seção final da palestra de Trude colocou o trabalho de Mendel no contexto dos cromossomos, como seria de se esperar em uma conferência de citogenética, embora a divisão celular e os cromossomos não tenham sido descritos até o final do século 19 – o slideshare incorporado acima mostra algumas imagens desses primeiros trabalhos , com resultados mais recentes de seu próprio laboratório.
http://www.slideshare.net/PatHeslopHarrison/trude-schwarzacher
Jaroslav Dolezel, da Academia Tcheca de Ciências, Oloumec, presenteou seu público com uma perspicaz visão cromossômica da evolução do genoma vegetal. O sequenciamento está nos dizendo muito, mas está longe de nos informar sobre os efeitos dos rearranjos cromossômicos, do genoma e da organização cromossômica e do DNA repetitivo. Em sua palestra, foi mostrado como a poliploidia é uma importante força motriz com ciclos recorrentes de poliploidiações e diploidização. Ele comparou as múltiplas rodadas observadas na maioria das espécies de plantas com as duas rodadas de duplicação do genoma inteiro hipotetizadas por S Ohno nos genomas da linhagem dos primeiros vertebrados. Tanto em plantas como em animais, as duplicações do genoma permitem uma seleção relaxada de genes duplicados e acúmulos de mutações, enquanto o choque genômico permite rearranjos estruturais, ativações de transposons, expressão gênica modificada e modificações epigenéticas, levando à subfuncionalização, neofuncionalização e degeneração ou perda genética. No entanto, Jaroslav apontou que é necessário mais trabalho sobre o impacto da poliploidia e da hibridização ampla, e foram mostrados muitos exemplos para seu próprio trabalho no trigo.
Vimos como a classificação por fluxo de cromossomos está permitindo o sequenciamento do grande genoma do trigo – com 17,000 Mbp, cerca de seis vezes o tamanho do genoma humano – e esses dados mostram as diferentes idades dos subgenomas em poliploides e como novos híbridos e poliploides podem ser criadas, obtendo informações úteis para o melhoramento do trigo nesta importante espécie conhecida apenas pelo cultivo e pela atividade humana.
Toda a conferência da ECA está mostrando a centralidade de uma abordagem centrada no cromossomo para entender a evolução e a estrutura do genoma: as sequências do genoma de referência e a avalanche de dados da sequência são extraordinariamente úteis, mas é necessário mais para chegar à biologia do genoma, as consequências para genética e epigenética, e os processos de evolução.
Neste AoBBlog, concentrei-me nas apresentações relacionadas à planta no #ECA2015: incluirei revisões adicionais das palestras e outras sessões sobre molcyt.com a partir do início da próxima semana.
