Кіріспе

Калифорния штатындағы ғылыми-зерттеу орталығы, АҚШ. Бірлескен геном институты (JGI) – Лоуренс Беркли ұлттық зертханасындағы интегративтік геномдық ғылым саласындағы ғылыми пайдаланушыларға арналған мекеме. JGI-дың миссиясы – АҚШ Энергетика министрлігінің (DOE) энергия және қоршаған орта салаларындағы міндеттерін қолдау мақсатында геномикалық зерттеулерді дамыту. Бұл Энергетика департаментінің Ғылыми зерттеулер бюросының (BER) қолдауымен жұмыс істейтін үш ұлттық ғылыми пайдаланушылар орталығының бірі. Бұл BER орталықтары DOE ұлттық зертханаларындағы 28 ұлттық ғылыми пайдаланушылар орталықтарының кең желісінің құрамына кіреді. JGI геномдық зерттеулерді геномды тізбектеу және талдау мүмкіндіктерінің ең соңғы буынына қол жеткізу арқылы дамытады. Онда 250 ғалым, техник және басқа да қызметкер жұмыс істейді, олар жыл сайын осы орталықты пайдаланатын 2180 ғылыми пайдаланушының зерттеулерін қолдайды. 2022 қаржы жылында осы орталық 658 триллион базаны тізбектеді, және бұл көрсеткіш қазіргі таңдағыда екі жыл сайын екі есеге өсуде.

Ынтымақтастықтар

JGI Тынық мұхитының солтүстік-батысындағы Ұлттық зертхананың (PNNL) Қоршаған орта молекулалық ғылымдары зертханасымен тығыз ынтымақтастық жасайды. Екі мекеме бірлесіп, пайдаланушыларға арналған зертханалардың мүмкіндіктерін пайдалануды қажет ететін зерттеушілерге бағытталған Facilities Integrating Collaborations for User Science (FICUS) бағдарламасын басқарады. JGI сондай-ақ, DOE-нің төрт Биоэнергетика зерттеу орталығының тапсырысы бойынша кең көлемде секвенирлеу жүргізеді.

Көшбасшылық

2017 жылдан бері JGI директоры – Найджел Маунси. Маунси Өнеркәсіптік микробиология және биотехнология қоғамының (SIMB) президенті лауазымында да қызмет етеді.

Тарих

Бірлескен геном институты (JGI) 1997 жылы геном карталау, ДНК тізбектеу, технологияны дамыту және Лоуренс Беркли ұлттық зертханасындағы (Беркли зертханасы), Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасындағы (LLNL) және Лос-Аламос ұлттық зертханасындағы (LANL) DOE геном орталықтарындағы ақпараттық ғылымдар саласындағы пионерлік тәжірибе мен ресурстарды біріктіру мақсатымен құрылды. 1999 жылы DOE үш ұлттық зертхананы басқаратын Калифорния университеті, Калифорнияның Уолнат-Крик қаласындағы жеңіл өнеркәсіптік саябақта геномдық зерттеулерді біріктіру үшін зертхана және кеңсе кеңістігін жалға алды. 2017 жылдың наурызында директор лауазымына тағайындалған биотехнология саласының тәжірибелі маманы Найджел Маунсидің басшылығымен DOE JGI DOE Ғылым басқармасының Биологиялық және экологиялық зерттеулер кеңсесінен қаржыландырылады. Бастапқыда Адам геномдық жобасымен жұмыс істеу үшін құрылған – JGI 5, 16 және 19 хромосомаларының толық тізбектерін жасады – JGI кейіннен биосфераның адамға жатпайтын компоненттеріне, әсіресе DOE ғылыми миссиясына қатысты мәселелерге назар аударды. 2004 жылдан бері JGI геномикалық зерттеулерді ДНК тізбегі туралы ақпарат ғылыми жаңалықтарға жетелеуі мүмкін болатын кең ауқымды салаларда дамытуға бағытталған пайдаланушылық орталық болып табылады. 2004 жылдың ақпан айында JGI Қоғамдық ғылыми бағдарлама деп аталған, Қоғамдық тізбектеу бағдарламасын (CSP) іске қосты, ол ғылыми қауымға жоғары өнімділікте, жоғары сапалы тізбектеу, ДНК синтезі, метаболомика және талдау мүмкіндіктерін ұсынады. Жобаларға көптеген маңызды көпжасушалы организмдер, микроорганизмдер және микроорганизмдердің қауымдастықтары – метагеномдар (немесе микробиомдар) кіреді, олар DOE миссиясының биоэнергетика, көміртек циклы және биогеохимия сияқты жаһандық циклдерді түсіну салаларымен байланысты және негізінен сыртқы сараптамамен анықталған ғылыми құндылығына сүйене отырып таңдалады.

Геномдық тізбектілік кезеңдері

2006 жылы JGI бірінші рет тізбектелген ағаштың геномын – қамыс (Populus trichocarpa) геномын жариялады. Басқа федералды мекемелер мен университеттермен серіктестікте JGI биоотын және биоөндіріс үшін перспективті шикізат саналатын соргоның геномдық тізбесін де жариялады.

Деректерді басқару жүйелері

Сонымен қатар, JGI секвенирленетін организмдер мен орталарға қатысты функционалды және эволюциялық геномикаға бағытталған бағдарламаларды, сондай-ақ деректерді басқару және талдау үшін есептеу және биоинформатикалық құралдарды әзірлеуді қолдайды. Бұл геномдық және метагеномдық/микробиомдық талдау жүйелеріне Genome Portal, Phytozome, IMG және Genomes OnLine деректер базасы кіреді. Интегралды микробтық геномдар жүйесі (IMG) негізінен микробтық геномдарды салыстыруға арналған платформа ұсынады, бірақ ол эукариоттық геномдар мен қоршаған ортадан алынған үлгілерді де қолдайды. Оның мақсаты геномдарды функционалдық және эволюциялық тұрғыдан қарастырып, зерттеуді жеңілдету болып табылады.