MBK - Genomikai Főosztály - Mezőgazdasági Genomikai és Bioinformatikai Csoport
Kutatási terület
A Mezőgazdasági Genomikai és Bioinformatikai Csoport elsősorban emlős és méh genomikai és genetikai kutatásokkal foglalkozik. A genomikán belül fontos célunk az őshonos magyar háziállatok és a fontosabb vadon élő állatok genomszekvenálása.
A modern genomikai módszerek, elsősorban a genomszekvenálások, lehetővé teszik hogy genetikai markereket keressünk bioinformatikai módszerekkel. Ezek a markerek lehetnek egynukleotidos polimorfizmusok (SNP), és kisebb nagyobb deléciók, inszerciók. A genetikai markeret egyrészt egyed szintű azonosításra használjuk a populációban, másrészt pedig elsősorban a regulációs polimorfizmusokat kutatjuk, azokhoz próbálunk fenotípust rendelni.
Kutatási témák
- Regulációs polimorfizmusok vizsgálata
- Mangalica genom projekt – Sertés és vaddisznó genomika és genetika
- Gímszarvas genom projekt
- Méhészeti genomikai és genetikai vizsgálatok
- Ragadozók genetikai monitoring vizsgálata
Regulációs polimorfizmusok vizsgálata
A Debreceni Egyetemmel együttműködve ChIP-seq adatok elemzésével meghatározzunk a humán és egér genomban a szabályozó régiókat (ahol egy specifikus szekvenciához transzkripciós faktorok kötnek). Ezután azt vizsgáljuk, hogy melyek azok a szabályozó régiók, amelyek konzerválódtak a különböző emlősállatok között. A konzerválódott zsabályozó régiókat egy-egy háziállatnál vizsgáljuk. Például sertésből és vaddisznóból több mint 200 egyed teljes genomszekvenciája érhető el, amiből három mangalica és egy duroc genomot mi szekvenáltunk meg. Ezek segítségével első lépésben olyan polimorfizmusokat keresünk a konzerválódott szabályozó régiókban, amelyek egy-egy fajtára jellemzőek. Eredményeinket a génbanki mintáinkon validáljuk. A későbbiekben az célunk, hogy nemesítésben használható polimorfizmusokat azonosítsunk mezőgazdaságilag fontos gének szabályozó régióiban.
Mangalica genom projekt – Sertés és vaddisznó genomika és genetika
A Mangalica egy régi magyar fajta, melynek megőrzése olyan nemzeti prioritás, amit a Földművelésügyi Minisztérium támogat és szabályoz. A Mangalicával kapcsolatos kutatásokra hozta létre hat résztvevő (Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, Állattenyésztési és Takarmányozási Kutatóintézet, Központi Élelmiszer-tudományi Kutatóintézet, Biomi Kft., Wessling Magyarország Kft., Olmos és Tóth Kft.) a MANGFOOD kutatási konzorciumot, amelyet Nemzeti Fejlesztési Ügynökség támogat.
Csoportunk létrehozott és fenntartunk egy sertés vér és szövetminta biobankot, amelyben jelenleg több mint ezer mintát tárolunk különböző sertésfajtákból, nagyrészt Mangalicából, és egyéb háziállatból. Ezek a minták DNS és RNS izolátumok forrásául szolgálnak a konzorcium tagjai számára különböző kutatási projektekhez. Partnereinknél három hím Mangalica valamint egy Duroc egyed genomszekvenciája került meghatározásra Illumina HiSEQ 2000 technológiával. Bioinformatikai módszerekkel több mint 11 Gbp Mangalica szekvenciát illesztettünk a referencia sertés genomra. Az illesztés alapján kb. 11 ezer szerkezeti különbséget azonosítottunk a Mangalica és a referencia genomok között. A kapott Mangalica genomból kiválasztottunk bizonyos géneket, amelyeket több tucatnyi különböző fajtájú sertésből szekvenál egyik partnerünk célzott újraszekvenálással. A Mangalica genomot összehasonlítva különböző sertésfajták genomszekvenciájával azonosítottunk fajta specifikus szerkezeti különbségeket, melyekre olyan DNS próbákat terveztünk és teszteltünk, amelyek biomarkerként szolgálhatnak húsok és azok jelenlétének illetve mennyiségének hústermékekben történő meghatározásához kvalitatív és kvantitatív PCR módszerekkel.
Az eredményeinket felhasználva további markereket keresünk más sertésfajtákhoz és vaddisznóhoz is.
Gímszarvas genom projekt
A Kaposvári Egyetemmel együttműködve megkezdtük a magyarországi gímszarvas genomszekvenciájának meghatározását. A Kaposvári Egyetem Vagazdálkodási Tájközpontján élő gímszarvas bika egyed szekvenálása történt Illumina HiSEQ 2000 technológiával. A kapott több mint 22 Gbp szekvencia de novo illesztését végeztük; mivel nincs elérhető gímszarvas referencia genom, a szekvenciáinkat az elérhető szarvas genetikai térkép és a szarvasmarha kromoszóma szinténia alapján bioinformatikai módszerekkel kromoszómaszekvenciákká állítottuk össze. Elsőként a mitokondriális genom meghatározását végeztük el, melynek publikálása is megtörtént.
Azonosítottuk a gímszarvas genomban található tandem ismétlődéseket (mikroszatellitek) is, amelyek közül új ivari kromoszómás markerek fejlesztésén dolgozunk jelenleg.
Méhészeti genomikai és genetikai vizsgálatok
Az előzetesen felhalmozott bioinformatikai és labor tapasztalatokat szeretnénk a jövőben a méhészeti genetikai és genomikai kutatásokban kamatoztatni. A kutatásokat a gyakorlatban jártas méhészekkel, méhtenyésztőkkel, egyetemekkel együttműködve végezzük; az Országos Magyar Méhészeti Egyesület megbízásában. A rendelkezésre álló minták közül öt magyar mézelő méh egyed genomszekvenciájának meghatározását végeztük Illumina HiSEQ 2000 technológiával. Bioinformatikai módszerekkel több mint 22 Gbp méh szekvenciát illesztettünk a referencia méh genomra. Az illesztés alapján kb. 17 millió szerkezeti különbséget azonosítottunk a méh genomok között.
Ezen különbségek közül elsőként a mitokondriális szekvenciákban található különbségeket kezdtük vizsgálni, az európai mézelő méh valamint az ázsiai méh közötti diagnosztikus különbségek felderítésére. Így olyan markerek fejlesztésén dolgozunk, amelyek real-time PCR segítségével képesek elkülöníteni a két méh fajból valamint az általuk előállított termékekből származó DNS mintákat.
Ragadozók genetikai monitoring vizsgálata
Nagyragadozók magyarországi monitoring vizsgálatához kapcsolódva a Szent István Egyetem Vadvilág Megőrzési Intézetével valamint a Bükki Nemzeti Parkkal együttműködve genetikai monitoring vizsgálatokat végzünk különböző állati szövetmintákból, leginkább szőr és ürülék mintákból. A vizsgált ragadozók: i) szürke farkas / kutya / aranysakál; ii) vadmacska házimacska fajkomplex; iii) eurázsiai hiúz és iv) barna medve. A genotipizáláshoz STR (mikroszatellita) markerekből multiplex reakciókat állítottunk össze és optimalizáltunk. Az így kapott egyedi STR profilokkal egyedi azonosítást végeztünk, valamint minimális egyedszámot számítottunk. Megfelelő mintaszám elérésénél pedig a populációk genetikai diverzitásának felmérését és az egyedek rokonsági viszonyainak felmérését is elvégezzük.
Bioinformatikai szolgáltatások az MBK-ban.
Az MBK több csoportjával is együttműködünk, helyi bioinformatikai adatbázisokat hozunk létre és helyi bioinformatikai weboldalakat üzemeltetünk.
Munkatársak
Publikációk
Publikációk (2007 – )
2017
Kalapos B, Novák A, Dobrev P, Vítámvás P, Marincs F, Galiba G and Vanková R (2017) Effect of the Winter Wheat Cheyenne 5A Substituted Chromosome on Dynamics of Abscisic Acid and Cytokinins in Freezing-Sensitive Chinese Spring Genetic Background. Frontiers in Plant Science 8:2033. Link
Krisztián Frank, János Molnár, Endre Barta and Ferenc Marincs (2017) The full mitochondrial genomes of Mangalica pig breeds and their possible origin. Mitochondrial DNA Part B 2:730-734. Link
Krisztián Frank, Krisztina Miró, Tibor Nagy, Ferenc Marincs (2017) Development of a PCR-based DNA marker for Glu-1By alleles in the old Hungarian Bánkúti wheat. Molecular Breeding 37:120. Link
Krisztina Miró, Tibor Nagy, Edit Korom, Ferenc Marincs (2017) Discrimination of grape varieties by Start Codon Targeted genotyping using partially degenerate primers. Acta Biologica Szegediensis 61:77-83.
Ferenc Marincs, Tibor Nagy, Krisztina Miró, Zsuzsanna Kollár, Endre Barta, Péter Kaló (2017) Large‑scale amplicon sequencing of the SP3D gene responsible for fruit-yield heterosis in tomato. Plant Gene 9:45‑49. Link
2016
Balázs Kalapos, Petre Dobrev, Tibor Nagy, Pavel Vítámvás, János Györgyey, Gábor Kocsy, Ferenc Marincs, Gábor Galiba (2016) Transcript and hormone analyses reveal the involvement of ABA signalling, hormone crosstalk and genotype-specific biological processes in cold-shock response in wheat. Plant Science 253:86‑97. Link
Endre Barta, Zsófia Bánfalvi, Zoltán Havelda, László Hiripi, Zsigmond Jeney, János Kiss, Balázs Kolics, Ferenc Marincs, Dániel Silhavy, Viktor Stéger, Éva Várallyay (2016) Agricultural genomics: an overview of the Next Generation Sequencing projects at the NARIC-Agricultural Biotechnology Institute in Gödöllő. Hungarian Agricultural Research 25:10-21.
Nagy, Gergely, Erik Czipa, László Steiner, Tibor Nagy, Sándor Pongor, László Nagy, and Endre Barta. “Motif Oriented High-Resolution Analysis of ChIP-Seq Data Reveals the Topological Order of CTCF and Cohesin Proteins on DNA.” BMC Genomics 17, no. 1 (2016): 1–9. doi:10.1186/s12864-016-2940-7. Link
Nagy T, Kis A, Poliska Sz, Barta E, Havelda Z, Marincs F (2016) Comparison of small RNA next-generation sequencing with and without isolation of small RNA fraction. BioTechniques 60:(6) 273-278. Link
Frank K, Barta E, Bana ÁN, Nagy J, Horn P, Orosz L, Stéger V (2016) Complete mitochondrial genome sequence of a Hungarian red deer (Cervus elaphus hippelaphus) from high-throughput sequencing data and its phylogenetic position within the family Cervidae. Acta Biologica Hungarica 67:(2) 133-147. Link
2015
Bálint Jeannette, Kis András, Taller Dénes, Nagy Tibor, Barta Endre, Molnár János, Tusnády E. Gábor, Marincs Ferenc és Havelda Zoltán (2015) Az RNS interferencia szerepe a növények patogénekkel szembeni védekezésében és a fejlődésbiológiai folyamatokban. Növényvédelem 51:539-549.
Juhász Zs, Boldizsár Á, Nagy T, Kocsy G, Marincs F, Galiba G, Bánfalvi Zs (2015) Pleiotropic effect of chromosome 5A and the mvp mutation on the metabolite profile during cold acclimation and the vegetative/generative transition in wheat. BMC Plant Biology 15:(57) Link
Olasz F, Nagy T, Szabo M, Kiss J, Szmolka A, Barta E, van Tonder A, Thomson N, Barrow P, Nagy B (2015) Genome Sequences of Three Salmonella enterica subsp. enterica Serovar Infantis Strains from Healthy Broiler Chicks in Hungary and in the United Kingdom. GENOME ANNOUNCEMENTS 3:(1) Paper e01468-14. 2 p. Link
Nemet Z, Albert E, Nagy T, Olasz F, Barta E, Kiss J, Dan A, Banyai K, Hermans K, Biksi I (2015) Draft Genome Sequence of a Highly Virulent Rabbit Staphylococcus aureus Strain. GENOME ANNOUNCEMENTS 3:(4) Paper e00461-15. 2 p. Link
2014
Juhász Z, Dancs G, Marincs F, Vossen M, Allefs S, Bánfalvi Z (2014) Vitamin C, B5, and B6 contents of segregating potato populations detected by GC-MS: a method facilitating breeding potatoes with improved vitamin content. Plant Breeding 133: 515-520. Link
Molnar J, Nagy T, Steger V, Toth G, Marincs F, Barta E (2014) Genome sequencing and analysis of Mangalica, a fatty local pig of Hungary. BMC GENOMICS 15:(1) p. 761. Link
Szabolcsi Z, Egyed B, Zenke P, Padar Zs, Borsy A, Steger V, Pasztor E, Csanyi S, Buzas Zs, Orosz L (2014) Constructing STR Multiplexes for Individual Identification of Hungarian Red Deer. JOURNAL OF FORENSIC SCIENCES 59: pp. 1090-1099.
2013
Koppányné Sz E, Ujhelyi G, Jánosi A, Mohr A, Szántó-Egész R, Dallmann K, Micsinai A, Zsolnai A, Egerszegi I, Anton I, Tóth G, Molnár J, Stéger V, Marincs F Tóth P, Rátky J (2013) PCR sokszorozásra alkalmas DNS kivonása különböző mangalica termékekből. ÉLELMISZER - TUDOMÁNY TECHNOLÓGIA 1: pp. 12-17.
Koppányné Sz E, Ujhelyi G, Jánosi A, Mohr A, Szántó-Egész R, Dallmann K, Micsinai A, Zsolnai A, Egerszegi I, Anton I, Tóth G, Molnár J, Stéger V, Marincs F, Tóth P, Rátky J (2013) Mangalica termékek kimutatására alkalmas real-time PCR módszer fejlesztése. ÉLELMISZER - TUDOMÁNY TECHNOLÓGIA 3: pp. 14-20.
Marincs F, Molnár J, Tóth G, Stéger V, Barta E (2013)Introgression and isolation contributed to the development of Hungarian Mangalica pigs from a particular European ancient bloodline.GENETICS SELECTION EVOLUTION 45: Paper 22. Link
Molnár J, Tóth G, Stéger V, Zsolnai A, Jánosi A, Mohr A, Szántó-Egész R, Tóth P, Micsinai A, Rátky J, Marincs F (2013) Mitochondrial D-loop analysis reveals low diversity in Mangalica pigs and their relationship to historical specimens. JOURNAL OF ANIMAL BREEDING AND GENETICS-ZEITSCHRIFT FÜR TIERZUCHTUNG UND ZUCHTUNGSBIOLOGIE 130:(4) pp. 312-320. Link
Nyiko T, Kerenyi F, Szabadkai L, Benkovics AH, Major P, Sonkoly B, Merai Z, Barta E, Niemiec E, Kufel J, Silhavy D (2013) Plant nonsense-mediated mRNA decay is controlled by different autoregulatory circuits and can be induced by an EJC-like complex. NUCLEIC ACIDS RESEARCH 41:(13) pp. 6715-6728.
Semsey S, Jauffred L, Csiszovszki Z, Erdossy J, Stéger V, Hansen S, Krishna S (2013) The effect of LacI autoregulation on the performance of the lactose utilization system in Escherichia coli. NUCLEIC ACIDS RESEARCH 41:(13) pp. 6381-6390.
Zsolnai A, Tóth G, Molnár J, Stéger V, Marincs F, Jánosi A, Ujhelyi G, Koppányné Szabó E, Mohr A, Anton I, Szántó-Egész R, Egerszegi I, Sipos R, Dallmann K, Tóth P, Micsinai A, Brüssow K-P, Rátky J (2013) Looking for breed differentiating SNP loci and for a SNP set for parentage testing in Mangalica. ARCHIV FÜR TIERZUCHT-ARCHIVES OF ANIMAL BREEDING 56:(19) pp. 200-207. Link
2012
Gáspári Z, Süveges D, Perczel A, Nyitray L, Tóth G (2012) Charged single alpha-helices in proteomes revealed by a consensus prediction approach. BBA - Proteins Proteom 1824: 637-646.
Kondrák M, Marincs F, Antal F, Juhász Zs, Bánfalvi Zs (2012) Effects of yeast trehalose-6-phosphate synthase 1 on gene expression and carbohydrate contents of potato leaves under drought stress conditions. BMC Plant Biology 12: 74. Link
2011
Kondrák M, Marincs F, Kalapos B, Juhász Zs and Bánfalvi Zs (2011) Transcriptome analysis of potato leaves expressing the trehalose-6-phosphate synthase 1 gene of yeast. PLoS ONE 6: e23466 Link
Nagy A, Kenesi E, Rentsendorj O, Molnar A, Szenasi T, Sinko I, Zvara A, Oommen ST, Barta E, Puskas LG, Lefebvre V, Kiss I (2011) Evolutionarily conserved, growth plate zone-specific regulation of the matrilin-1 promoter: L-Sox5/Sox6 and Nfi factors bound near TATA finely tune activation by Sox9. MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY 31:(4) pp. 686-699.
2010
del Val C, Pelz O, Glatting KH, Barta E, Hotz-Wagenblatt A (2010) PromoterSweep: a tool for identification of transcription factor binding sites. THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS 125:(3-6) pp. 583-591.
Stéger V, Molnár A, Borsy A, Gyurján I, Szabolcsi Z, Dancs G, Molnár J, Papp P, Nagy J, Puskás L, Barta E, Zomborszky Z, Horn P, Podani J, Semsey S, Lakatos P, Orosz L (2010) Antler development and coupled osteoporosis in the skeleton of red deer Cervus elaphus: expression dynamics for regulatory and effector genes. MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS 284:(4) pp. 273-287.
Szittya G, Moxon S, Pantaleo V, Tóth G, Rusholme Pilcher RL, Moulton V, Burgyán J and Dalmay T (2010) Structural and functional analysis of viral siRNAs. PLoS Pathog 6:e1000838.
2009
Borsy A, Podani J, Stéger V, Balla B, Horváth A, Kósa JP, Gyurján I Jr, Molnár A, Szabolcsi Z, Szabó L, Jakó E, Zomborszky Z, Nagy J, Semsey S, Vellai T, Lakatos P, Orosz L (2009) Identifying novel genes involved in both deer physiological and human pathological osteoporosis. MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS 281: pp 301-313.
Sebestyen E, Nagy T, Suhai S, Barta E (2009) DoOPSearch: a web-based tool for finding and analysing common conserved motifs in the promoter regions of different chordate and plant genes. BMC BIOINFORMATICS 10:(6) p S6.
Süveges D, Gáspári Z, Tóth G,Nyitray L (2009) Charged single α-helix: A versatile protein structural motif Proteins. 74: 905-916.
2008
Garnett JA, Marincs F, Baumberg S, Stockley PG, Phillips SEV (2008) Structure and function of the arginine repressor‑operator complex from Bacillus subtilis. J Mol Biol 379: 284-298. Link
Kassai-Jáger E, Ortutay C, Tóth G, Vellai T, Gáspári Z (2008) Distribution and evolution of short tandem repeats in closely related bacterial genomes. Gene 410: 18-25.
Kerenyi Z, Merai Z, Hiripi L, Benkovics A, Gyula P, Lacomme C, Barta E, Nagy F, Silhavy D (2008) Inter-kingdom conservation of mechanism of nonsense-mediated mRNA decay. EMBO JOURNAL 27:(11) pp 1585-1595.
Villányi Z, Gyurján I, Stéger V, Orosz L (2008) Plaque based competitive hybridization. J Biomol Screen 13: 80-84.
2007
Barta E (2007)Comparative Genomics-Based Orthologous Promoter Analysis using the DoOP database and the DoOPSearch web tool. Comparative Genomics Vol I Totowa: pp 319-328.(Methods in Molecular Biology; 395-396) (ISBN:9781934115374 (v 2)
Gáspári Z, Ortutay C, Tóth G (2007) Divergent microsatellite evolution in the human and chimpanzee lineages. FEBS Lett 581: 2523-2526.
Gyurján I, Molnár A, Borsy A, Stéger V, Hackler L, Zomborszky Z, Papp P, Duda E, Deák F, Lakatos P, Puskás L, Orosz L(2007) Gene expression dynamics in deer antler: mesenchymal differentiation toward chondrogenesis. MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS 277:(3) pp 221-235.
Kiss J, Nagy Z, Tóth G, Kiss GB, Jakab J, Chandler M, Olasz F (2007) Transposition and target specificity of the typical IS30 family element IS1655 from Neisseria meningitidis. Mol Microbiol 63: 1731-1747.
Molnar A, Gyurjan I, Korpos E, Borsy A, Steger V, Buzas Z, Kiss I, Zomborszky Z, Papp P, Deak F, Orosz L (2007) Identification of Differentially Expressed Genes in The Developing Antler of Red Deer Cervus Elaphus. MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS 277:(3) pp 237-248.
Szatmari I, Torocsik D, Agostini M, Nagy T, Gurnell M, Barta E, Chatterjee K, Nagy L (2007) PPARgamma regulates the function of human dendritic cells primarily by altering lipid metabolism. BLOOD 110:(9) pp 3271-3280.
Szomor KN, Dencs Á, Tóth G, Kovács GM, Saleh Ali Y, Berencsi G, Takács M (2007) Variability of the PreS1/PreS2/S regions of hepatitis B virus in Hungary. Arch Virol 152: 697-704.
Programajánló
Hírek
Tisztelt Látogatók!
A hazai agrár-felsőoktatás szükséges megújulásának mérföldköve az alapítványi fenntartású Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) létrejötte, amely 2021. február 1-től 5 campuson, több mint 13 ezer hallgató számára fogja össze a dunántúli és közép-magyarországi élettudományi és kapcsolódó képzéseket. Az intézményhez csatlakozik a Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ (NAIK) 11 kutatóintézete is, így az új intézmény nem csupán egy oktatási intézmény lesz, hanem az ágazat szellemi, szakpolitikai és innovációs központjává válik, amely nagyobb mozgásteret biztosít a képzések, a gazdálkodás és szervezet modernizálásához, fejlesztéséhez. Az összeolvadással magasabb fokozatra kapcsolunk, a kutatói és egyetemi szféra szorosabban fonódik majd össze, aminek következtében még több érdekes, izgalmas kutatás-fejlesztés születhet majd az agrárium területén.
Kérjük, kövesse tevékenységünket a jövőben is a www.uni-mate.hu honlapon!
2021. február 1-től a Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ 11 kutatóintézete, köztük az MBK is a Szent István Egyetemmel együtt Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem néven, közhasznú magán felsőoktatási intézményként,átalakított szervezeti struktúrával folytatja tovább működését.