PlaNet: Kombinierte Sequenz- und Expressionsvergleiche über Pflanzen-Netzwerke, die aus sieben Arten abgeleitet sind

Das Modellorganismus Arabidopsis thaliana wird aufgrund der Verfügbarkeit von Ressourcen und der relativen Geschwindigkeit der Datenerfassung in der Grundlagenforschung häufig verwendet. Ein wichtiges Ziel ist es, das erworbene Wissen von Arabidopsis auf Kulturpflanzen zu übertragen. Die Identifizierung funktioneller Entsprechungen wohlcharakterisierter Arabidopsis-Gene in anderen Pflanzen ist jedoch eine nicht triviale Aufgabe. Es ist gut dokumentiert, dass transcriptionell koordinierte Gene tendenziell funktionell miteinander verbunden sind und dass solche Beziehungen über verschiedene Arten und sogar Reiche hinweg erhalten bleiben können. Um solche Beziehungen zu nutzen, haben wir komplette genomische Co-Expressionsnetzwerke für Arabidopsis und sechs wichtige Kulturpflanzenarten erstellt. Die interaktiven Netzwerke, die mit dem HCCA-Algorithmus gruppiert wurden, sind unter dem Banner PlaNet (http://aranet.mpimp-golm.mpg.de) verfügbar. Wir haben einen vergleichenden Netzwerkalgorithmus implementiert, der Ähnlichkeiten zwischen Netzwerkstrukturen schätzt. So kann die Plattform verwendet werden, um schnell ähnliche co-exprimierte Netzwerkumgebungen innerhalb und zwischen Arten abzuleiten und die Identität funktioneller Homologe vorherzusagen. Wir veranschaulichen dies anhand der PSA-D- und chalcone synthase-verwandten Gen-Netzwerke. Schließlich haben wir bewertet, wie Ontologietermine in den sieben Arten transcriptionell verbunden sind und bieten die entsprechenden MapMan-Begriff-Co-Expressionsnetzwerke an. Die Daten unterstützen die Auffassung, dass diese Plattform den Transfer von Wissen, das in Arabidopsis generiert wurde, auf wertvolle Kulturpflanzen erheblich verbessern wird.