Объединенный институт генома - Joint Genome Institute

Бывший дом Объединенного института генома Министерства энергетики США (1999-2019) в Уолнат-Крик, Калифорния.
Здание интегративной геномики (IGB) в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab), где размещаются Объединенный институт генома Министерства энергетики и База знаний по системной биологии Министерства энергетики (KBase). Расширенный источник света (ALS) находится выше на заднем плане. JGI и KBase завершили переход на IGB в декабре 2019 года.

Департамент энергетики США ( DOE ) Joint Геном институт ( JGI ), первая находится в Walnut Creek , то Беркли, штат Калифорния , был создан в 1997 году , чтобы объединить опыт и ресурсы в геноме картографирования, секвенирование ДНК , разработке технологии и информационные науки впервые в Центры генома Министерства энергетики США находятся в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли ( Лаборатория Беркли), Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) и Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL). Штат JGI, который является офисом научного пользователя DOE Lab Berkeley Lab, состоит из сотрудников Berkeley Lab, LLNL и Института биотехнологии HudsonAlpha. JGI также сотрудничает с другими программами и учреждениями, поддерживаемыми Министерством энергетики, такими как Лаборатория молекулярных наук об окружающей среде Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), Национальный вычислительный центр исследований в области энергетики (NERSC) и Центры исследований биоэнергетики Министерства энергетики.

История

В 1999 году Калифорнийский университет , который управляет тремя национальными лабораториями Министерства энергетики, арендовал лабораторию и офисные помещения в небольшом промышленном парке в Уолнат-Крик, штат Калифорния, для консолидации деятельности по исследованию генома. Во главе с ветераном биотехнологической индустрии Найджелом Маунси, занявшим пост директора в марте 2017 года, DOE JGI получает финансирование от Управления биологических и экологических исследований в Управлении науки DOE.

Первоначально созданный для работы над проектом «Геном человека» - JGI сгенерировал полные последовательности хромосом 5, 16 и 19 - JGI с тех пор переключил свое внимание на нечеловеческие компоненты биосферы, особенно те, которые имеют отношение к научной миссии Министерства энергетики. С 2004 года JGI является пользовательским центром, который продвигает исследования в области геномики в широком спектре дисциплин, в которых информация о последовательностях ДНК может способствовать научным открытиям.

В феврале 2004 года JGI запустила программу Community Sequencing Program (CSP), известную как Community Science Program, которая предоставляет научному сообществу в целом доступ к высокопроизводительным высококачественным средствам секвенирования, синтезу ДНК, метаболомике и анализу. В проектах задействовано множество важных многоклеточных организмов, микробов и сообществ микробов, называемых метагеномами (или микробиомами), связанными с областями миссии Министерства энергетики , такими как биоэнергетика , понимание глобальных циклов, таких как углеродный цикл и биогеохимия, и выбраны в первую очередь на основе научных достоинств, как определено внешний обзор.

В 2019 году у JGI было 1933 активных основных пользователя по всему миру и более 10000 пользователей данных (тех, кто входит в систему и загружает наборы данных или использует онлайн-инструменты).

Основные этапы секвенирования генома

Особый интерес для Министерства энергетики представляют геномы растений и геномы грибов, которые могут способствовать развитию устойчивых видов биотоплива и биопродуктов, а также микроорганизмов, которые процветают в экстремальных условиях, таких как высокая кислотность, радиация и загрязнение металлами. Исследования JGI и его пользователей проливают свет на механизмы распада биомассы растений и клеточные механизмы микробов, а также на то, как их можно использовать для очистки загрязненной почвы или воды, улавливания углерода из атмосферы и производства потенциально важных источников энергии, таких как водород. и метан.

В 2006 году JGI опубликовала геном первого секвенированного дерева - тополя ( Populus trichocarpa ). В сотрудничестве с другими федеральными учреждениями и университетами JGI также опубликовала последовательности генома сорго; микробное сообщество в кишечнике термитов, которое может обеспечить ферменты, полезные для производства биотоплива; микробы, такие как бактерии Desulfovibrio, которые очищают участки, загрязненные радиоактивными или токсичными соединениями; и водоросли, участвующие в глобальном углеродном цикле.

В 2009 году JGI достигла рубежа в производительности секвенирования, создавая более триллиона оснований (ТБ) ежегодно. В 2011 году JGI сгенерировал почти 30 терабаз последовательности, а в 2019 году JGI сгенерировал более 326 Tb последовательности. JGI делает высококачественные данные секвенирования генома, синтеза ДНК и метаболомики бесплатно доступными для более широкого научного сообщества на своем веб-сайте и в других общедоступных базах данных.

Системы управления данными

JGI также поддерживает программы, посвященные функциональной и эволюционной геномике, связанной с секвенируемыми организмами и окружающей средой, и разработкой вычислительных и биоинформатических инструментов для управления данными и интеллектуального анализа данных. Эти системы анализа генома и метагенома / микробиома включают Genome Portal, Phytozome, IMG и базу данных Genomes OnLine.

Интегрированная система Микробных Геном (IMG), который обеспечивает основу для сравнительного анализа , прежде всего микробных геном, хотя система также поддерживает эукариотические геном и пробы окружающей среды. Его цель - облегчить визуализацию и исследование геномов с функциональной и эволюционной точки зрения.

Внешние ссылки и источники