منابع و ماخذ پایان نامه مکان یابی، انفورماتیک، محدودیت ها

دانلود پایان نامه ارشد

همکاران، 2006).
جان و همکاران (2006) نسل دوم نقشه RH ژنوم گاو را برای تمامی کروموزوم های این حیوان و با تعداد 3966 نشانگر تهیه کردند تا از داده های حاصل از آن برای کمک به گردآوری Btau_2.0 استفاده کنند. توالی جایگاه های نقشه یابی شده در این روش با توالی های گزارش شده در Btau_2.0 برای شناسایی تناقض ها ریز چینش شدند. علاوه بر برخی تفاوت ها در ترتیب ژن ها, در چندین مورد نیز بروز اشتباهات کروموزومی در مورد جایگاه ژن ها شناسایی شد. ترتیب جایگاه های مکان یابی شده با روش RH در پژوهش اخیر روی کروموزوم های شماره 5, 7, 16, 22, 25 و 29 متفاوت از گردآوری توالی ژنومی بودند. در واقع در پژوهش اخیر از بین 3966 جایگاه بررسی شده تعداد 2898 جایگاه بدون ابهام روی Btau_2.0 شناسایی شدند اما در بین آن ها تعداد 131 جایگاه در نقشه RH روی کروموزوم های متفاوت نسبت به Btau_2.0 مکان یابی شدند. این نتایج پیشنهاد می دهند که صحت و اعتبار گردآوری های ژنوم حیوانات می توانند به طور معنی داری با استفاده از نقشه یابی های فیزیکی FISH و RH توسعه یابند.
دي لورنزي و همكاران (2010) وجود اشتباه جايگاه ژنی را در گردآوری ژنوم گاوی (Btau_4.0) با استفاده از تكنيك FISH دو رنگي و كلون هاي BAC كتابخانه ژنوم گاوي موسسه INRA فرانسه گزارش كردند. آن ها نشان دادند كه ژنهای DFNA5 و CHCHD6 به ترتیب روی کروموزومهای BTA4 و BTTA22 قرارگرفتهاند. درحالیکه در گردآوری ژنوم گاوی جايگاه اين ژن ها به ترتیب روی BTA10 و BTA3 گزارش شده بودند. در انسان ژن CHCHD6 در موقعيت HSA3q21.3 و DFNA5 در موقعيت HSA7p15.3 قرار گرفته اند. دادههای حاصل از مطالعات همولوژي بين گونه اي بین HSA3 و HSA7 با جایگاههای گزارش شده برای این دو ژن در گاو در توافق نبودند. زيرا HSA7 همولوگ BTA4, 22, 25 است در حالیکه HSA3 همولوگ BTA22, 1, 27 است. این داده ها همچنین در تحقیقات قبلی نیز تاکید شده بودند (اورست ون در ویند و همکاران، 2004؛ شیبلر و همکاران، 2006 و اسنلینگ و همکاران، 2007). يافته هاي پژوهش اخير نیاز تایید دادههای ژنوم حيوانات براي توسعه و تكميل گرد آوري هاي ژنوم آن ها را با استفاده از مکان یابی فيزيكي ژنها تاييد مي كند. به هر حال باید توجه شود که گردآوری ژنوم گاو با روش توالی یابی Shotgun و فرآيندهاي بیوانفورماتیک انجام شده است. بنابراين امکان دارد كه برخی قطعات DNA در موقعیتهای غلط قرار گرفته باشند.
گلدامر و همکاران (b2009) یک نقشه جامع را برای OARX با استفاده از تكنيك FISH تهیه کردند. پروبهای DNA از کلونهای BAC کتابخانه گوسفندی CHORI-243 تهیه و روی متافازهاي تهيه شده با روش G- باندينگ مکان یابی شدند. BAC های مکان یابی شده حامل 16 ژن (ASMTL, CTBS2, NHS, CNKSR2, DDX53, ILIRAPL1، CXorf59، MED14، ARHGEF9، JARID1C، PHF8، DGAT2L6، CXorf26، LRCH2، ACSL4، NXT2) و یک نشانگر ریز ماهوارهای بودند (BMS1820)که برای اولین بار روی ژنوم گوسفند مکان یابی مي شدند. این ژنها و نشانگر ریزماهوارهای به عنوان نقطه اتصال بین نقشههای RH و ژنوم مجازی گوسفند (virtual sheep genome) با نقشه سیتوژنیک کروموزوم X گوسفند استفاده شدند. همچنين BACها نیز به عنوان نقطه اتصال بین ژنوم مجازی گوسفند و نقشه سیتوژنیک به کار رفتند. علاوه بر این 17 نقطه اتصال بین RH و نقشه سیتوژنیک نیز توسط مارکرهای مشتق شده از توالیهای انتهايی BAC(BAC end sequence (BES)) که روی نقشه RH مکان یابی شده بودند برقرار شد. مقایسه ترتیب ژن ها در نقشههای RH، سیتوژنیک و ژنوم مجازی گوسفند نشان داد که ترتیبها برای نقشههای RH و سیتوژنیک شباهت بيشتري دارند فقط در میان آنها یک جایگاه ژنی (در كلون CH243-330E18) در جایگاه متفاوتی مکان یابی شده بود. در مقایسه نقشههای RH و سیتوژنیک با ژنوم مجازی گوسفند چندین تناقض از جمله قطعات معکوس شده مشاهده شدند. وجود این تناقضها در نقشه هاي مختلف، استفاده از نقشه یابی فیزیکی را برای تایید صحت نقشههای RH و ژنوم مجازی گوسفند مخصوصاً در تهیه نقشهها در بانک داده محرز مي سازد. در پژوهش اخير نشان داده شد كه كل بازوي بزرگ BTAXq21-q43.2) BTAX) كه فاصله Mb 89-40 از BTAX در Btau_ 4.0 را در بر مي گيرد داراي ترتيب ژني عكس مي باشد. يعني جايگاه ها در اين گردآوري برعكس چيده شده اند. نتايج پژوهش اخير همچنين وجود همولوژي بين ناحيه تلومري OARXq43-q44 با ناحيه پروكسيمال BTAXq11-q12 را نشان داد.

1-2-9-5 استفاده از مكان يابي فيزيكي ژن ها با تكنيك FISH براي اتصال نقشه هاي لينكاژي و RH روي كروموزوم ها
یکی از محدودیت های اصلی مطالعه ژنوم کامل حیوانات اهلی وجود تعداد بسیار کم اتصال هایی (Anchor) است که به عنوان پلی بین انواع نقشه های ژنتیکی و کروموزوم ها عمل کنند. همچنین نقشه های سیتوژنتیک برای اتصال نقشه های لینکاژی و RH در نقاط اختصاصی کروموزوم و شناسایی ترتیب و جهت گروه های لینکاژی ضروری هستند. اگر چه جایگاه های زیادی تا به حال با نقشه یابی های لینکاژی و RH در گاو، گوسفند و بز شناسایی شده اند، اما تقریباً درصد کمی از این جایگاه ها تاکنون در نوارهای اختصاصی کروموزومی مکان یابی فیزیکی شده اند (دیمئو و همکاران، 2007). انواع مختلف نقشه های ژنومی مانند نقشه های SNP، ژنتیکی و RH تا کنون به وضوح قابل قبولی رسیده اند و همچنین اولین سازه حاوی توالی ژنومی گوسفند نیز تولید شده است (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview). اما فقط یک تعداد تقریباً کوچک از لنگرهای سیتوژنتیک این نقشه ها را به باندهای اختصاصی کروموزوم ها متصل کرده است. این امر تجزیه و تحلیل عمیق تر و کامل تر باز آرایی های ظاهری و ساختاری کروموزوم ها را محدود کرده است. تعداد متوسط جایگاه های سیتوژنتیک به ازاء هر کروموزوم در گاو، گوسفند و بز به ترتیب 21، 20 و 14 جایگاه می باشند (گلدامر و همکاران، a2009). به علاوه وضوح نقشه سیتوژنتیک حيوانات اهلي در مقایسه با ژنوم های کاملاً بررسی شده ای نظیر انسان و موش که دارای به ترتیب 11000 و 1400 ژن مکان یابی شده می باشند بسیار ناچیز می باشد. لذا مکان یابی ژن های بیشتر برای تکمیل اتصال بین توالی های DNA حیوانات اهلی و باندهای کروموزوم های متافازی بسیار مهم است. از دلایل کم بودن تعداد لوکوس های مکان یابی شده در حیوانات مزرعه ای می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1. رهیافت نقشه یابی سیتوژنتیک نیازمند تخصص ویژه و مناسب است
2. رهیافت نقشه یابی سیتوژنتیک دارای بازده کمتری است
3. همچنین به نظر می رسد که در مقام مقایسه با رهیافت های بررسی توالی های ژنومی و بیوانفورماتیک، نقشه يابي سيتوژنتيك تقریباً رهیافت گرانتری است.
بنابراین پژوهش های سیتوژنتیک حیوانات اهلی محدود به تعداد اندکی از آزمایشگاه ها در جهان شده است. بر اساس آخرين نقشه سيتوژنتيك گوسفند، 566 جایگاه روی نقشه سیتوژنتیک گوسفند در فاصله Mb 1/5 به ازاء هر جایگاه بر اساس اولین مدرک از جمع آوری ژنوم گوسفند قرار گرفته اند (گلدامر و همکاران، a2009). يانوزي و همكاران (1999) تحقيقاتي را روي باز آرايي هاي كروموزومي بين انسان و گوسفند انجام دادند. اما به علت كم بودن تعدادت مطالعات در گوسفند، مشخصات كامل نواحي كناري نقاط شكست تكاملي در گوسفند در سطح سيتوژنتيك در اكثر موارد مبهم باقی مانده اند. همچنين زماني كه تعداد جايگاه هاي مكان يابي شده روي باندهاي اختصاصي كروموزوم ها را بررسي مي كنيم فقط ميانگين 42/1 پروب هاي DNA به ازاء هر باند تا كنون در گوسفند مكان يابي شده اند. آخرین استاندارد کروموزومی گاوسانان (ISCNDB، 2000) تعداد 399 باند مجزاي كروموزومي را براي گوسفند شرح داد در حالي كه فقط در 62 درصد اين باندها تعداد يك يا چند جايگاه مكان يابي فيزيكي شده اند. همچنين هيچ اتصال سيتوژنتيكي براي تشريح 151 باند باقي مانده در دسترس نيست. مقايسه تعداد توالي هاي DNA بدست آمده از نقشه هاي RH با نقشه هاي سيتوژنتيك نشان مي دهد كه اتصال اين نقشه ها روی كروموزوم هاي متافازي فقط براي تعداد اندكي از نواحي ژنومي انجام شده است. نهايتاً بايد اذعان داشت كه نقشه سيتوژنتيك حال حاضر در حيوانات اهلي اتصال هاي فيزيكي مطلوبي را براي آناليز ژنوم ژنوم كامل آن ها و مطالعات مقايسه اي فراهم نياورده است. علاوه بر مكان يابي هدفمند ژن هاي كانديد و يا نشانگرهاي اطلاعاتي كه باعث اتصال نواحي QTL به قطعات اختصاصي كروموزومي مي شوند، سيتوژنتيك آينده حيوانات اهلي بايد روي مكان يابي پروب هايي از DNA تمركز كند كه باعث اتصال انواع نقشه ها به باندهاي كروموزوم هاي متافازي مي شوند. همچنين مكان يابي هدفمند مقايسه اي بين انسان و حيوانات اهلي در راستاي مكان يابي ژن ها در باندهاي اختصاصي كروموزومي فاقد ژن هاي مكان يابي شده ضروري به نظر مي رسد. اتصال بين نقشه هاي مختلف ژنومي و باندهاي كروموزومي تا كنون براي OAR23 (تتنس و همکاران، 2007)، OAR10 (دروگمولر و همکاران، 2008)،OAR6 (پروکاتی و همکاران، 2009) و OARX (گلدامر و همکاران، b2009) گزارش شده اند.
همچنين اتصال جايگاه هاي جديد روي كروموزوم ها با استفاده از مكان يابي فيزيكي آن ها باعث شناسايي دقيق تر نقاط شكست تكاملي در كروموزوم ها شده و مي تواند در بررسي هاي فيلوژنيك بين گونه هاي مختلف مورد استفاده قرار گيرد. گلدامر و همكاران (2007) بعد از تهيه يك نقشه فيزيكي RH براي BTA27 كه با قطعاتي از كروموزوم هاي HSA4 و HSA8 همولوگ است چندين نقطه شكست تكاملي را شناسايي و با استفاده از تكنيك FISH اين نقشه را روي BTA27 متصل كردند.

1-2-9-6 استفاده از مكان يابي فيزيكي ژن ها با تكنيك FISH در رهيافت كلونينگ موقعيتي ژن ها و QTLها
نقشه هاي فيزيكي نسبت به نقشه های لینکاژی حاوی ژن های کد شونده بیشتری هستند و همچنين در نقشه های فیزیکی موقعیت و ترتیب دقيق ژن ها روی کروموزوم ها از راه شناسایی فیزیکی محل ژن ها در قطعه های کروموزومی انجام می شود. بنابراين نقشه يابي فيزيكي ژن ها منجر به شناسایی بهتر و دقیق تر QTLهای موجود در اطراف این ژن ها می شود. به عنوان مثال، یک فنوتیپ خاص مثل هیپرتروفی عضلانی با آنالیز QTL یا مثلاً با مطالعه تفرق ریز ماهواره ها یا هر روش دیگری با فاصله cM 2 از لوکوس نشانگر روی BTA2 مکان یابی شده است (یا به عبارت دیگر یک QTL برای این فنوتیپ در BTA2 شناسایی شده است)، در گام بعدی ژن یا توالی غیر ژن بودن نشانگر باید مشخص شده و دقیقاً با روش فیزیکی مکان یابی شود. بعد از مکان یابی فیزیکی و شناسایی موقعیت دقیق کروموزومی، می توان کل محل شناسایی شده روی کروموزوم را کلون کرده و توالی کامل و جهش های موجود در آن را بررسی کرد. بنابراین، مکان یابی دقیق صفات روی باندهای اختصاصی کروموزوم ها لازمه بررسی دقیق و صحیح واریانس های موجود بین فنوتیپ هاست.
در دسترس بودن كتابخانه هاي حاوي قطعات بزرگ DNA ژنومي (YAC و BAC)، از FISH يك رهيافت مستقيم و سر راست براي آزمون فرضيه هاي ژن هاي كانديد موقعيتی فراهم آورده است. با استفاده از ژن هاي كلون شده انساني يا پروب هاي تهيه شده توسط PCR مي توان كلون هاي حاوي قطعات ژنومي بزرگ را براي ژن هاي مورد نظر به سرعت در كتابخانه هاي BAC و YAC با روش هايي مثل هيبريداسيون كلوني يا PCR شناسايي نمود. در قدم بعدي كلون هاي شناسايي شده با تكنيك FISH روي باندهاي اختصاصي كروموزوم مكان يابي مي شوند. اگر كلون ها در نواحي كه قبلاً به عنوان جايگاه لوكوس هاي مورد نظر شناسايي شده بودند مكان يابي نشدند, يا نتايج مثبت- غلط هستند و يا فرضيه ژن هاي كانديد بايد رد شود. اگر كلون هايي كه حاوي توالي ژن كانديد هستند، در ناحيه مورد نظر مكان يابي شدند، سپس توالي هاي كانديد براي وجود واريانت هاي اثر گذار جستجو مي شوند. اين رهيافت باعث شناسايي موفقيت آميز حذف هاي ژن GDF8 شده است كه مسئول فنوتيپ هيپرتروفي عضلاني در گاو هستند (گروبت و همکاران1997 و فرایز و رووینسکی، 1999).

1-2-10 انواع پروب های کلون DNA ژنومی استفاده شده

پایان نامه
Previous Entries منابع و ماخذ پایان نامه مکان یابی Next Entries منابع و ماخذ پایان نامه استفاده از کتابخان، مکان یابی