1- دانشگاه تهران
چکیده: (306 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در سال های اخیر، دسترسی وسیع به داده های چند شکلی مولکولی، توجه به شناسایی الگوهای درون ژنوم که نشان دهنده انتخابهای مثبتی بوقوع پیوسته در جمعیت ها است را افزایش داده است. دیدگاه کلیدی در این خصوص پدیده انتقال همراه میباشد. هنگامیکه یک آلل سودمند در طی زمانهای مختلف هدف انتخاب مثبت قرار میگیرد، باعث ایجاد نشانههایی در سطح ژنوم میگردد که این نشانه ها با روشهای مختلف قابل شناسایی و پیگیری میباشند. فراتحلیل روشهای مختلف نشانههای انتخاب در سطح ژنوم می‌تواند به پیگیری و شناسایی بسیار دقیق‌تر این نشانه‌ها منجر شود چراکه هر کدام از روشهای مختلف شناسایی نشانههای انتخاب، معیارهای متفاوتی را برای پیگیری نشانه‌ها در ژنوم موجودات دنبال می‌کنند. در واقع هدف از انجام روشهای مختلف شناسایی نشانههای انتخاب، بهبود مرحله کشف و شناسایی با استفاده از ترکیب اطلاعات و افزایش صحت و دقت نتایج است.
مواد و روش ها: تعداد نمونهها در این مطالعه شامل 111 راس از اسب‌های نژاد تروبرد و ترکمن (بترتیب با تعداد 44 و 67 راس) بود. نمونههای خون از رگهای وداجی و زیر دمی اسب تهیه شد. در این پژوهش از داده‌های چند‌شکلی تک نوکئوتیدی (SNP chips, 60k)استفاده شد. تعیین ژنوتایپ نمونهها با استفاده از آرایه های 60 K مربوط به شرکت Illumina در دانشگاه کنتاکی انجام شد. برای اطمینان از کیفیت داده های ژنومی تعیین ژنوتایپ شده آنالیزهای کنترل کیفیت با یکسری فیلترها شاملMAF، SNP-CR، Animal-CR، آزمونHWE انجام شد. به‌دلیل اینکه یکی از مباحث مهم در بحث نشانههای انتخاب در نظر گرفتن زیر جمعیتهای هر نژاد میباشد، مولفه اصلی در این بخش بر اساس ماتریس خویشاوندی به دست آمد. آنالیز مؤلفه‌های اصلی در محیط R صورت گرفت. در این پژوهش بهمنظور شناسایی نشانههای انتخاب از روشهای Fst، iHS (EHH)، Rsb و در نهایت آنالیز فراتحلیل انجام شد. مناطق تحت انتخاب ژنوم و جایگاههای ژنومی به دست آمده از مطالعات پیوستگی کل ژنوم جهت یافتن ژنهای موجود در این نواحی مورد بررسی بیشتر قرار گرفت. ژن های گزارش شده در این مناطق در اسب و مناطق متناظر در گاو با استفاده از پایگاه اطلاعاتی ENSEMBL و بر اساس سرهمسازی آخرین نسخه ژنومی در دسترس اسب از پایگاه اطلاعاتی NCBI و BioMart شناسایی شد. کد شناسایی مربوط به ژن های شناسایی شده جهت بررسی مسیرهای بیولوژیکی مرتبط با مناطق تحت انتخاب در نرم افزار DAVID انجام گرفت.
یافته ها: کنترل کیفیت اولیه بر روی 111 حیوان از 2 جمعیت (تعداد 76 حیوان نژاد ترکمن و 44 حیوان نژاد تروبرد) مورد مطالعه انجام شد. تعداد 3 حیوان از نژاد ترکمن به دلیل نرخ ژنوتایپ از دست رفته‌ی بیشتر از 9 درصد از ادامه‌ی آنالیزها حذف شدند و تعداد 108نمونه باقی ماندند. از تعداد کل 59349 نشانگر SNP، تعداد 52036 نشانگر بعد از کنترل کیفیت باقی ماندند. در مجموع تعداد 118 SNP به دلیل حداقل فراوانی آللی کمتر از 1 درصد، تعداد 704 SNP خارج از تعادل هاردی واینبرگ، تعداد 6493 SNP با نرخ ژنوتیپ گم شده بیشتر از 5 درصد حذف شدند. نتایج آنالیز PCA نشان دهنده این موضوع است که نمونههای مورد بررسی در این مطالعه در 2 گروه کاملا جدا از هم قرار گرفتند. در نهایت 5 ناحیه بر روی ژنوم جهت بررسیهای بعدی انتخاب شدند که توانستند از حد آستانه بالاتر باشند. 5 منطقه که آماره تتا ارزش عددی بالاتر از 0.28 را بین دو نژاد اسب ترکمن و تروبرد داشتند به ترتیب روی کروموزومهای 4، 5، 10، 13، 15 قرار دارند. بیشترین تعداد نشانگرهایی که ارزش تتای آن‌ها از حد آستانه بالاتر بود بر روی کروموزوم 5 قرار داشت و کمترین تعداد نشانگر شناسایی شده بر روی کروموزوم 13 و 15 قرار داشتند. با توجه به نتایج به دست آمده از آنالیز iHS، تعداد 8 و 23 اسنیپ به ترتیب در نژادهای تروبرد و ترکمن دارای بالاترین ارزش iHS بودند که تعداد 3، 2، 2، 1 اسنیپ به ترتیب روی کروموزومهای 28، 21، 1 و 7 نژاد تروبرد قرار داشتند و بالاترین مقدار ارزش iHS برای اسنیپ BIEC2_548092 واقع بر کروموزوم 21 این نژاد است. نتایج آنالیز فراتحلیل نشان داد این مناطق بر روی کروموزومهای 10، 12، 14، 15، 16، 17، 32 قرار گرفته‌اند. آنالیز Rsb بین دو جمعیت اسب‌های کرد و ترکمن انجام شد و نتایج نشان داد که نشانههای انتخاب بر روی کروموزومهای 12، 16، 17، 31، 32، قرار دارند. پ از بررسی ژنهای در مناطق به دست آمده، مهمترین ژنها در گلیکوزیلاسیون، پاسخ سلولی به استرس، فرآیند متابولیک ماکرومولکول سلولی، تعمیر شکستگی دو رشته پپتیدها دخالت داشتند.
نتیجهگیری: تحقیق حاضر با در نظر گرفتن روشهای متنوع به منظور شناسایی نشانههای انتخاب در اسب‌های ترکمن و تروبرد و ترکیب نتایج حاصل از هر یک از روش‌ها، رویکرد جدیدی را برای استنتاج نقاط مثبت نشانههای انتخاب در ژنوم اسب اجرا می‌کند. از نتایج این تحقیق می‌توان نتیجهگیری کرد که ترکیب روشهای شناسایی نشانههای انتخاب قدرت و صحت نتایج را بالا می برد. همچنین ژن های شناسایی شده در این تحقیق در مسیرهای مهم از جمله گلیکوزیلاسیون، پاسخ سلولی به استرس، فرایند متابولیک پپتیدها، سازماندهی زیر واحدهای پروتئین ها، فرآیندکاتابولیک ماکرومولکول‌های سلولی و انتقال از فضای خارج سلولی نقش دارند.
مقدمه و هدف: در سال های اخیر، دسترسی وسیع به داده های چند شکلی مولکولی، توجه به شناسایی الگوهای درون ژنوم که نشان دهنده انتخابهای مثبتی بوقوع پیوسته در جمعیت ها است را افزایش داده است. دیدگاه کلیدی در این خصوص پدیده انتقال همراه میباشد. هنگامیکه یک آلل سودمند در طی زمانهای مختلف هدف انتخاب مثبت قرار میگیرد، باعث ایجاد نشانههایی در سطح ژنوم میگردد که این نشانه ها با روشهای مختلف قابل شناسایی و پیگیری میباشند. فراتحلیل روشهای مختلف نشانههای انتخاب در سطح ژنوم می‌تواند به پیگیری و شناسایی بسیار دقیق‌تر این نشانه‌ها منجر شود چراکه هر کدام از روشهای مختلف شناسایی نشانههای انتخاب، معیارهای متفاوتی را برای پیگیری نشانه‌ها در ژنوم موجودات دنبال می‌کنند. در واقع هدف از انجام روشهای مختلف شناسایی نشانههای انتخاب، بهبود مرحله کشف و شناسایی با استفاده از ترکیب اطلاعات و افزایش صحت و دقت نتایج است.
مواد و روش ها: تعداد نمونهها در این مطالعه شامل 111 راس از اسب‌های نژاد تروبرد و ترکمن (بترتیب با تعداد 44 و 67 راس) بود. نمونههای خون از رگهای وداجی و زیر دمی اسب تهیه شد. در این پژوهش از داده‌های چند‌شکلی تک نوکئوتیدی (SNP chips, 60k)استفاده شد. تعیین ژنوتایپ نمونهها با استفاده از آرایه های 60 K مربوط به شرکت Illumina در دانشگاه کنتاکی انجام شد. برای اطمینان از کیفیت داده های ژنومی تعیین ژنوتایپ شده آنالیزهای کنترل کیفیت با یکسری فیلترها شاملMAF، SNP-CR، Animal-CR، آزمونHWE انجام شد. به‌دلیل اینکه یکی از مباحث مهم در بحث نشانههای انتخاب در نظر گرفتن زیر جمعیتهای هر نژاد میباشد، مولفه اصلی در این بخش بر اساس ماتریس خویشاوندی به دست آمد. آنالیز مؤلفه‌های اصلی در محیط R صورت گرفت. در این پژوهش بهمنظور شناسایی نشانههای انتخاب از روشهای Fst، iHS (EHH)، Rsb و در نهایت آنالیز فراتحلیل انجام شد. مناطق تحت انتخاب ژنوم و جایگاههای ژنومی به دست آمده از مطالعات پیوستگی کل ژنوم جهت یافتن ژنهای موجود در این نواحی مورد بررسی بیشتر قرار گرفت. ژن های گزارش شده در این مناطق در اسب و مناطق متناظر در گاو با استفاده از پایگاه اطلاعاتی ENSEMBL و بر اساس سرهمسازی آخرین نسخه ژنومی در دسترس اسب از پایگاه اطلاعاتی NCBI و BioMart شناسایی شد. کد شناسایی مربوط به ژن های شناسایی شده جهت بررسی مسیرهای بیولوژیکی مرتبط با مناطق تحت انتخاب در نرم افزار DAVID انجام گرفت.
یافته ها: کنترل کیفیت اولیه بر روی 111 حیوان از 2 جمعیت (تعداد 76 حیوان نژاد ترکمن و 44 حیوان نژاد تروبرد) مورد مطالعه انجام شد. تعداد 3 حیوان از نژاد ترکمن به دلیل نرخ ژنوتایپ از دست رفته‌ی بیشتر از 9 درصد از ادامه‌ی آنالیزها حذف شدند و تعداد 108نمونه باقی ماندند. از تعداد کل 59349 نشانگر SNP، تعداد 52036 نشانگر بعد از کنترل کیفیت باقی ماندند. در مجموع تعداد 118 SNP به دلیل حداقل فراوانی آللی کمتر از 1 درصد، تعداد 704 SNP خارج از تعادل هاردی واینبرگ، تعداد 6493 SNP با نرخ ژنوتیپ گم شده بیشتر از 5 درصد حذف شدند. نتایج آنالیز PCA نشان دهنده این موضوع است که نمونههای مورد بررسی در این مطالعه در 2 گروه کاملا جدا از هم قرار گرفتند. در نهایت 5 ناحیه بر روی ژنوم جهت بررسیهای بعدی انتخاب شدند که توانستند از حد آستانه بالاتر باشند. 5 منطقه که آماره تتا ارزش عددی بالاتر از 0.28 را بین دو نژاد اسب ترکمن و تروبرد داشتند به ترتیب روی کروموزومهای 4، 5، 10، 13، 15 قرار دارند. بیشترین تعداد نشانگرهایی که ارزش تتای آن‌ها از حد آستانه بالاتر بود بر روی کروموزوم 5 قرار داشت و کمترین تعداد نشانگر شناسایی شده بر روی کروموزوم 13 و 15 قرار داشتند. با توجه به نتایج به دست آمده از آنالیز iHS، تعداد 8 و 23 اسنیپ به ترتیب در نژادهای تروبرد و ترکمن دارای بالاترین ارزش iHS بودند که تعداد 3، 2، 2، 1 اسنیپ به ترتیب روی کروموزومهای 28، 21، 1 و 7 نژاد تروبرد قرار داشتند و بالاترین مقدار ارزش iHS برای اسنیپ BIEC2_548092 واقع بر کروموزوم 21 این نژاد است. نتایج آنالیز فراتحلیل نشان داد این مناطق بر روی کروموزومهای 10، 12، 14، 15، 16، 17، 32 قرار گرفته‌اند. آنالیز Rsb بین دو جمعیت اسب‌های کرد و ترکمن انجام شد و نتایج نشان داد که نشانههای انتخاب بر روی کروموزومهای 12، 16، 17، 31، 32، قرار دارند. پ از بررسی ژنهای در مناطق به دست آمده، مهمترین ژنها در گلیکوزیلاسیون، پاسخ سلولی به استرس، فرآیند متابولیک ماکرومولکول سلولی، تعمیر شکستگی دو رشته پپتیدها دخالت داشتند.
نتیجهگیری: تحقیق حاضر با در نظر گرفتن روشهای متنوع به منظور شناسایی نشانههای انتخاب در اسب‌های ترکمن و تروبرد و ترکیب نتایج حاصل از هر یک از روش‌ها، رویکرد جدیدی را برای استنتاج نقاط مثبت نشانههای انتخاب در ژنوم اسب اجرا می‌کند. از نتایج این تحقیق می‌توان نتیجهگیری کرد که ترکیب روشهای شناسایی نشانههای انتخاب قدرت و صحت نتایج را بالا می برد. همچنین ژن های شناسایی شده در این تحقیق در مسیرهای مهم از جمله گلیکوزیلاسیون، پاسخ سلولی به استرس، فرایند متابولیک پپتیدها، سازماندهی زیر واحدهای پروتئین ها، فرآیندکاتابولیک ماکرومولکول‌های سلولی و انتقال از فضای خارج سلولی نقش دارند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
