Công cụ máy tính giúp tái dựng cây tiến hóa của nấm nhanh hơn

Chia sẻ: Nguyen Phuonganh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

88
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tại Fairbanks, Alaska, từ 10 đến 14 tháng Sáu vừa qua, các nhà sinh học tiến hóa, tự nhiên học và hệ thống học đã tụ họp dưới tiêu đề “EVOLUTION 2005 MEETING” để chia sẻ những kết quả nghiên cứu về nấm, chuột, nấm men và những lòai sinh vật khác. Tờ Science, Vol 309, Issue 5733, 15 July 2005 có 3 bài tổng kết, SHVN xin giới thiệu cùng bạn đọc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công cụ máy tính giúp tái dựng cây tiến hóa của nấm nhanh hơn

Công cụ máy tính giúp tái dựng cây tiến hóa của nấm nhanh hơn Tại Fairbanks, Alaska, từ 10 đến 14 tháng Sáu vừa qua, các nhà sinh học tiến hóa, tự nhiên học và hệ thống học đã tụ họp dưới tiêu đề “EVOLUTION 2005
MEETING” để chia sẻ những kết quả nghiên cứu về nấm, chuột, nấm men và những lòai sinh vật khác. Tờ Science, Vol 309, Issue 5733, 15 July 2005 có 3 bài tổng kết, SHVN xin giới thiệu cùng bạn đọc. Các nhà nghiên cứu với nỗ lực xác định quan hệ họ hàng của các sinh vật đang nhận thấy rằng thật khó mà đứng vững trước cơn thác thông tin DNA đang tuôn ra ào ạt. Hiện nay hai chương trình máy tính đang được hòan thiện giúp các khoa học vượt qua khó khăn này, ít nhất thì đối với các nhà sinh học
đang xác định cây tiến hóa của nấm. Một chương trình được viết bởi David Hibbett thuộc Đại học Clark, Worcester, Massachusetts cho phép trích lục thông tin trình tự DNA của nấm từ các ngân hàng dữ liệu công cộng và đồng thời cho phép tích hợp dữ liệu vào các nghiên cứu phát sinh chủng lòai đang thực hiện trên đối tượng có tính da dạng cao này. Chương trình thứ hai, do Frank Kauff và cộng sự ở Đại học Duke, Durham, North Carolina phát minh, hứa hẹn có thể giúp đánh giá, tích hợp và theo dõi các dữ liệu trình tự DNA thô của nấm. Cả hai nỗ lực này là
một phần của dự án “Assembling the Fungal Tree of Life – Lắp rắp cây sự sống của nấm" bắt đầu từ năm 2003 và có thể là sẽ là một công cụ không thể thiếu trong tương lai của công tác phân lọai học. Điều tuyệt vời nhất là nó thực hiện công việc hòan tòan tự động – Michael Donoghue, một nhà thực vật học của Đại học Yale nói – điều đó có nghĩa là quá trình phân tích có thể được thực hiện khi chúng ta đang … ngủ. Hiện nay, việc nghiên cứu hệ thống học của nấm chủ yếu được tiến hành ở mức phân tử, tuy nhiên điều trái khuấy là tuy dữ liệu thu thập
được đến nay có thể coi là thừa thải nhưng chúng lại không mang đến cho người nghiên cứu tính sáng sủa cần thiết. Hàng trăm bài báo với hàng trăm cây tiến hóa của nấm hoặc các nhánh sinh vật lận cận của nấm đã được công bố và rất nhiều kết quả cho thấy có sự xung đột dữ dội. Tuy thế không ai thật sự thử ráp nối (các kết quả) xem sự không thống nhất nằm ở đâu. Đó chính là chỗ mà những phân tích bằng máy tính tự động sẽ giúp, Hibbett một nhà hệ thống học nấm, tác giả một trong hai chương trình máy tính nói. Chương trình đầu tiên, đi ra từ
phòng thí nghiệm của Hibbert, tập trung trên những biến dị tạo nên nấm lớn (mushroom), ước tính khỏang 20.000 trong số hơn 70.000 lòai nấm đã biết. Để giải quyết tình trạng trình tự DNA gia tăng liên tục, chương trình của Hibbett thiết lập sẽ qua các bước căn bản sau: 01- Chương trình sử dụng một gene có tên là nuc-lsu rDNA của nấm lớn làm gene marker trong suốt quá trình phân tích. Khi một hay nhiều gene nuc-lsu rDNA từ một hay nhiều lòai nào đó được ký thác lên GenBank, chương trình máy tính sẽ tự động dò tìm và so sánh nó với những phiên bản cùng
lòai có sẵn của gene này, và dĩ nhiên nếu trùng lắp, nó sẽ tự động nhổ bỏ. 02- Sau đó nó sẽ so sánh phiên bản tốt nhất với trình tự của gene này nhưng ở những lòai khác, bước này tương đương quá trình phân tích phát sinh chủng lòai thông thường 03- Sử dụng kết quả phân tích để hiệu chỉnh các nhánh trên cây tiến hóa của nấm. Trong trường hợp cần thiết, chương trình còn tự động ghi chú nhóm phụ mới trên cây tiến hóa.
Theo kết quả báo cáo, đến nay chương trình của Hibbett đã dò thấy có 2401 trình tự nuc-lsu rDNA đại diện cho 1899 lòai nấm lớn nằm trong 562 giống. Đó là một trong những nỗ lực đầu tiên tiến hành phân tích phát sinh chủng lòai ở quy mô lớn, Roderic Page một nhà hệ thống học Đại học Glasgow, Vương quốc Anh nhận xét. Mặc dù các chuyên gia về nấm cần nhiều sự giúp sức hơn vậy nữa, nhất là với đối tượng nghiên cứu có quá nhiều biến dị và quá khó phân lọai sắp xếp, nhưng thực sự khuynh
hướng của Hibbett có thể mở ra lối thóai. Thật dễ dàng nhận thấy rằng nó có thể mở rộng để tương thích với vác sinh vật khác – David Baum, một nhà thực vật học Đại học Wisconsin, Madison hồ hởi cảm nhận. Còn Adds Donoghue thì không ngại ngùng bày tỏ “Tôi thật sự thích có những thứ như thế cho những kế họach tương lai”. Chương trình thứ hai, chương trình của Kauff có tên là WASABI – Web Accessible Sequence Analysis for Biological Inference – Phân tích những trình tự có thể xâm nhập trên web cho các suy luận sinh học, lại đi theo
một hướng khác. Nó đi từ gốc rễ của vấn đề là làm sao cho những cây tiến hóa của nấm phải được mọc từ những "bào tử" tốt nhất – tức là dữ liệu trình tự đúng nhất. Theo đó, nằm trong tổ hợp dự án cố gắng tái tạo phần cây tiến hóa của nấm trong dự án cây sự sống, các nhà phân tích tìm cách đọc trình tự của 8 gene ở 1500 lòai nấm, nhiệm vụ của WASABI là ước lượng độ chính xác của từng trình tự DNA vừa mới đọc được. Chương trình còn có thể gom những mẫu trình tự DNA ngắn để tạo ra một trình tự dài hơn và so sánh trình tự mới tạo này với cái gọi là contig vốn cũng chứa thông tin trình tự. Tất cả
công việc đều thực hiện tự động cho phép các nhà nghiên cứu tại một chỗ có thể tìm những dữ liệu mới tạo hay dữ liệu được tinh lọc có nguồn gốc từ các tổ hợp nghiên cứu khác. Cuối cùng, WASIBI tổng hợp mọi cải biến của nó và bắt đầu phân tích thông tin thô. Cùng với các thành viên trong tổ hợp khác, Hibbett và Kauff đã công bố một cây tiến hóa gồm 588 lòai, đại diện cho hầu hết các nhánh chính, chẳng hạn nấm lớn. Mục đích của dự án là đến năm 2006 sẽ đưa hết tất cả 1500 lòai nấm lên cây tiến hóa. Không quá lạc quan,
một nhà nghiên cứu cho rằng các nhà hệ thống nấm học đang dẫn đầu các nhà nghiên cứu hệ thống học khác theo nghĩa là họ sử dụngcông cụ phân tích sắc bén nhất trong công việc của họ.