X
تبلیغات
ژنتیک و اصلاح نژاد دام
کارگاهی پر محتوا در زمینه Next Generation Sequencing  توسط پژوهشگران جوان در رشته بیوانفورماتیک توسط آزمایشگاه تخصصی OMICS با همکاری انجمن ژنتیک ایران و شبکه پزشکی مولکولی ایران برگزار می شود. بنده پیشنهاد میکنم کسانی که به کارهای ژنومیک و فرا ژنومیک علاقه مند هستند این فرصت را از دست ندهند. انشاالله که دست اندرکاران و مدرسان این کارگاه کمک کنند تا شرکت کنندگان با دستی پر به خانه برگردند.

کارگاه آموزشی

Next Generation Sequencing: The Basic Principles and Data Analysis of RNASeq

تاریخ برگزاری: 26 تا 28 فروردین 1393

برنامه کارگاه

پوستر کارگاه

فرم ثبت نام

از علاقمندان محترم برای ثبت نام و شرکت در این کارگاه دعوت به عمل می آید.

برای اطلاعات بیشتر لینک های زیر را دنبال کنید.

http://www.genetics.ir/Pages/News.aspx?cid=1&nid=79


http://geneticz.persiangig.com/document/NGSPoster.pdf/download



نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

سال نو همه مبارک باشه. انشالله که سالی پر از خیر و برکت پیش رو داشته باشید. مدتی بود که همیشه فکرم درگیر این بود که برای این ماه چه مطلبی را آماده کنم. اگر چه خودم دارم مطلبی راجع به مطالعات انتخاب ژنومیک آماده میکنم آقای حمیدرضا امینی زحمت کشیدند و در ارتباط با انتقال ژن از طریق بیضه مطلبی را تهیه کنند که در ادامه می تولنید آن را دنبال کنید:

مهمترین دستاورد دانش مهندسی ژنتیک در طی سه دهه اخیر کسب توانمندی در زمینه ایجاد تغییرات و اصلاحات ژنتیکی در ساختار ژنومی یک موجود بوده است (پریز و همکاران، 2012). توانایی تغییر آرایش ژنتیکی یک گونه می­تواند بعنوان راهکاری برای حل مشکلات بشری از کمبود جهانی غذا تا نیاز به داروهای حیات بخش و حتی نیاز به اندامهای قابل پیوند به انسان به شمار آید. در این راستا حیوانات مزرعه­ ای به عنوان یک رهیافت منحصر به فرد جهت تولید پروتئین­های دارویی، ایجاد اندام­های قابل پیوند به انسان (Xenotransplantation)، و همچنین گسترش لاین­های تراریخت با تولید بالاتر، قابلیت استفاده بهینه از مواد مغذی و نیز مقاومت به بیماری­هایی نظیر ورم پستان، جنون گاوی و ... به شدت مورد توجه دانشمندان بوده است. 

در انتقال ژن دو مرحله اساسی وجود دارد، مرحله اول، فراهم نمودن روشی است که بتوان اطلاعات ژنتیکی را از فضای خارج سلولی و نیز غشای پلاسمایی عبور داده و به هسته سلول رساند و مرحله دوم، آماده سازی شرایطی است که اطلاعات ژنتیکی جدید به عنوان بخشی از ژنوم میزبان پذیرفته شود، در حال حاضر، بخش اعظم تحقیقات، مربوط به شناخت روش­های جدید برای عبور ترانس­ژن از موانع موجود در سلول و رسانیدن آن به هسته است (اسکوفری و همکاران، 2010). بر همین اساس روش­های مختلفی برای ایجاد حیوانات تراریخت پیشنهاد شده است، به طور کلي تکنيک‌هاي مورد استفاده براي ايجاد حيوانات تراریخت شامل تزریق در پیش هسته سلول تخم قبل از مرحله ممزوج شدن پیش هسته سلول­های نر و ماده (PNM)، انتقال هسته سلول­های بدنی (SCNT)، انتقال از طریق ویروس­ها (VI)، انتقال از طریق سلول­های بنیادی جنینی (ESGT)، انتقال از طریق ترانسفکشن سلول­های بلاستودرم جنینی تخم مرغ و با استفاده از روش In Ovo Injection، انتقال از طریق اسپرم (SMGT) و انتقال از طریق بیضه (TMGT) می­باشد، که قصد داریم جزئیات هر روش را در این پست و پست­های آتی توضیح دهیم.

از طرفی در پست­های آتی، بحث را در رابطه با نگرانی­های اجتماعی و اخلاقی پذیرش محصولات تراریخت در جامعه و اینکه آیا تاکنون از لحاظ علمی و در عمل استفاده از این محصولات سلامتی و آسایش انسان و یا حتی خود موجود مورد استفاده را تحت تاثیر قرار داده است یا خیر، بسط داده و تاریخچه ­ای از زمان پیدایش این نگرانی­ها و پاسخ­های ممکن به آن ارائه دهیم که بیشتر این پاسخ­ها به مرحله دوم انتقال ژن، یعنی آماده سازی شرایطی که اطلاعات ژنتیکی جدید به عنوان بخشی از ژنوم میزبان پذیرفته شود، مربوط می­شود که در آن با تکنیک­هایی نظیر Zinc Finger Nuclease (دکلور و همکاران، 2010)، TALENs (ساندر و همکاران، 2011) و CRISPR/Cas (گاج و همکاران، 2013)، که اتصال هدفمند ترانس­ژن به داخل ژنوم میزبان را باعث می­شوند، آشنا می­شویم، که انشالله در آینده در هر پست به صورت مجزا درباره هر یک از این تکنیک­های اتصال هدفمند به داخل ژنوم به طور کامل توضیح خواهیم داد.

در یکی از پست­های قبلی راجع به انتقال ژن از طریق اسپرم توضیح داده شد. لذا این پست را به روش انتقال ژن از طریق بیضه اختصاص می­دهیم. قبل از وارد شدن به بحث انتقال ژن از طریق بیضه، ضرورت ایجاب می­ کند که به دلیل اینکه بیشتر مخاطبین این وبلاگ دانشجویان ژنتیک و اصلاح دام هستند، در ابتدا توضیح مختصری از عملکرد طبیعی و آناتومی بیضه داشته و سپس به بحث انتقال ژن از طریق بیضه، روش­ها و اصطلاحات موجود در این زمینه می­ پردازیم.

برای دنبال کردن مطلب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید:


فایل پی دی اف را از طریق لینک زیر دانلود کنید:

انتقال ژن از طریق بیضه


ادامه مطلب
نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

یکی از  دانشجویان پرتلاش کارشناسی ارشد آقای حمزه حق شناس مطالب سمینار ارشدشون باعنوان تاریخچه علم اصلاح نژاد در جهان و ایران با راهنمایی دکتر نجاتی را برای بنده ارسال کردند تا در اختیار شما قرار دهم. ایشان بعد از گردآوری و تدوین مطالب با مشورت هایی که با استاد راهنمای خود کرده بود تصمیم گرفت مطالب ارزشمندی که جمع آوری کرده بود را به طریقی به اطلاع جامعه اصلاح نژاد کشور برساند. خدا را شکر با توصیه استاد راهنمای خود، وبلاگ بنده را برای دستیابی شما به حاصل دسترنج خود انتخاب کردند. قطعا برای کسانی که به هر طریقی با اصلاح نژاد دام و ژنتیک کمی سرو کار دارند این مطالب جالب خواهند بود. لطفا چنانچه از مطالب این سمینار در هر جایی استفاده کردید به نام و آدرس تهیه کنندگان ارجاع دهید.

این سمینار مرور جامعی از علم اصلاح نژاد و تکامل آن را می دهد و تهیه کننده سمینار چکیده آن را به صورت زیر بیان کرده است:

انسانها همیشه از گذشته درس گرفته و بر اساس آن آینده خود را برنامه ریزي کرده اند. یک مثال ساده
پایان نامه ها و تزهاي دکتري است که در دانشگاه ها انجام می دهند، در اول نگاهی به گذشته و پایان نامه هاي انجام شده در آن زمینه می شود و بر اساس آن براي کار خود، نحوه انجام، انتظارات و ... تصمیم می گیرند. در واقع با استفاده از کارهاي گذشته، براي کارهاي آینده تصمیم می گیرند. بررسی و نگارش تاریخ هر علمی نیز
میتواند به چشم اندازها و دیدگاه هاي آینده آن علم کمک کند. در این نگارش کلیاتی از علم اصلاح نژاد دام،
تغییر و تحولات آن از گذشته تا حال و رویکردهاي آینده این علم، جمع آوري شده است. همانطور که می-
دانید اصلاح نژاد فرایندي است که در هر زمان و مکان متفاوت میباشد.

متن کامل سمینار را از طریق لینک زیر دانلود کنید:

اصلاح نژاد، گذشته، حال و آینده



نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

فایل ارائه سخنرانی امروز بنده در مرکز ژنتیک و اصلاح نژاد دام کشور را از طریق لینک زیر میتوانید دانلود کنید. امیدورام که مورد استفاده شما قرار گیرد.

از انتخاب فنوتیپی تا انتخاب ژنومیک

اگر وقت ندارید به طور کامل اسلایدها را مطالعه کنید خلاصه ارائه در زیر آورده شده است:

اهمیت استفاده از فناوری‌های جدید برای تامین احتیاجات غذایی  بشر با سیر صعودی رشد جمعیت بر هیچ کس پوشیده نیست. در این زمینه اصلاح نژاد دام با کمک فناوری های روز دنیا و روش های آماری پیشرفته از دیرباز نقش بسزایی در تولید مواد ژنتیکی مطلوب جامعه و بازار داشته است. انتخاب ژنومی یکی از فناوری‌های جدید است که با ژنوتیپ کردن تعداد صدها تا هزاران نشانگر تک نوکلئوتیدی چندشکل (SNP) پراکنده در سرتاسر ژنوم ارزش اصلاحی ژنومی هر فرد محاسبه می‌شود. نتایج تحقیقات نشان داده‌اند در صنعت گاو شیری انتخاب ژنومی میزان صحت ارزیابی ارزش‌ ‌های اصلاحی را نسبت به میانگین والدین به اندازه 35 درصد برای صفات تولیدی و 25درصد برای صفات تیپ و سلامتی افزایش داده است. از طرفی انتخاب ژنومی فاصله نسل را به نصف کاهش داده و به علت توانایی در ارزیابی تعداد بیشتری دام، میزان پیشرفت ژنتیکی را به سرعت افزایش و 95درصد در هزینه های اصلاح نژادی صرفه جویی می‌کند. با این وجود برای استفاده عملی از انتخاب ژنومی در گونه های دیگر مانند گوسفند، بز، طیور، اسب و ... باید منتظر ماند تا نتایج تحقیقات در این زمینه گزارش شود. قبل از بکارگیری انتخاب ژنومی چندین معیار باید مد نظر قرار بگیرد اولاً شناسایی صفات مهم اقتصادی، تعیین اندازه بهینه جمعیت مرجع، انتخاب استراتژی های تعیین ژنوتیپ مقرون به صرفه، قابلیت کابرد در سطح مزرعه، و میزان هزینه و درآمد حاصل از پیشرفت ژنتیکی در نظر گرفته شوند.


نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

همانطوری که بیان حرف های مهم به یک سخنور خوب نیاز دارد، شیوه نمایش نتایج تحقیقات و گزارشات در نشریات، کتاب­ها و سخنرانی ­ها اهمیت بسزائی دارد. در حقیقت استفاده از نوع مناسب گراف یا هیستوگرام نه تنها می‌تواند به خواننده کمک کند که سریعتر و آسان‌تر نتایج را دریافت کند بلکه اطلاعاتی از میزان فهم نویسنده یا ارائه کننده از داده ها و نتایج تحقیق و همچنینی خلاقیت و سلیقه ارائه کننده را به مخاطب منتقل می‌کند.  با اینکه حدود یکسالی هست که از نمودارهای جعبه ای به وفور برای ارائه نتایج کارهای خود استفاده می‌کنم اما در این نسخه از مجله نیچر همزمان چندیدن مقاله را دیدم که به اهمیت استفاده از نموداری های جعبه ای برای نمایش نتایج آنالیز داده‌ها پرداخته بودند. من ترجیح می دهم به جای اینکه شخصاً در انتخاب نوع مناسب گراف، به ویژه نمودارهای جعبه‌ای شما را راهنمایی کنم، شما را به مقالات مناسب زیر که اخیراً در مجله نیچر منتشر شده اند ارجاع دهم.

Streit M, Gehlenborg N (2014) Points of View: Bar charts and box plots. Nat Meth 11:117-117. doi: 10.1038/nmeth.2807

 Krzywinski M, Altman N (2014) Points of Significance: Visualizing samples with box plots. Nat Meth 11:119-120. doi: 10.1038/nmeth.2813

Spitzer M, Wildenhain J, Rappsilber J, Tyers M (2014) BoxPlotR: a web tool for generation of box plots. Nat Meth 11:121-122. doi: 10.1038/nmeth.2811

 

استفاده از نمودارهای جعبه‌ای و ستونی در تحقیقات علمی بسیار متداول است. این نوع از گراف ها برای نمایش کمیت های مرتبط با چندین آیتم یا گروه استفاده می‌شوند. نمایش اطلاعات به صورت دقیق به انتخاب نمودار مناسب مطابق با ماهیت داده ها و کاری که در حال انجام است بستگی دارد. نمودارهای ستونی برای داده‌های شمارشی و نمودارهای جعبه‌ای برای نمایش خصوصیات مربط به توزیع داده ها مانند میانگین، نما، میانه، فاصله اطمینان و نمایش داده های پرت مناسب هستند.

 از انواع نمودارهای ستونی، Pie Charts، Stacked bar charts ، layered bar chart  و grouped bar chart را می توان نام برد.  وقتی با داده های مربط به نمونه گیری از جمعیتی خاص که داری خطاهای نمونه گیری و عدم قطعیت هستند، سروکار داریم معمولاً از نمودارهای جعبه‌ای استفاده می شود به خصوص هنگامی که واریانس هر گروه زیاد است. ممکن است بعضی از افراد ترجیح دهند که به نمودارهای ستونی در نرم افزارهایی مانند excel گراف خطا را اضاف کنند تا میزان عدم قطعیت را نشان دهند با این حال به دلیل اینکه محور عمودی گراف ها اکثر اوقات از صفر شروع می شود این نوع نمایش نتایج داده ها ممکن است غلط انداز باشد.

نکاتی که بنده هم گه گاهی در هنگام رسم نمودارهای جعبه‌ای و ستونی تاکنون چندان به آن توجهی نمی کردم این است که سعی کنید ترتیب ستون­های نمودارهای ستونی را براساس ارتفاع در کنار هم قرار دهید و نمودارهای جعبه‌ای را براساس میانه انها در کنار هم مرتب کنید تا درک آنها برای خواننده آسان‌تر باشد. در نمودارهای ستونی محور عمودی را از صفر شروع کنید مگر اینکه توجیهی دیگر داشته باشید.

نموداهای جعبه‌ای نه تنها فهم ما را از داده ها بیشتر می کنند امکان مقایسه گروها یا دستجات مختلف را فراهم می‌کنند و می توانند در اکثر اوقات به جای هیستوگرام ها استفاده شوند. در حالی که هیستوگرام ها به اندازه نمونه حداقل 30 فرد نیاز دارند تا بتوانند مفید واقع شوند اما نمودارهای جعبه‌ای به تنها 5 نمونه نیاز دارند.

بسته های نرم افزاری ggplot  و BoxPlotR نرم افزارهای تحت R و قدرتمندی بوده که می توانند در ترسیم نمودارهای جعبه ای استفاده شوند.

نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

هفته پیش در موسسه تحقیقات علوم دامی کشور به درخواست اعضای انجمن ژنتیک ایران شاخه جانوری، اینجانب و اقای محمدحسین بنابازی دو ارائه حدود 45 دقیقه ای مرتبط با مطالعات پویش ژنومی و انتخاب ژنومی داشتیم. فایل ارائه بنده در زیر ضمیمه شده است. بحش هایی از این فایل  با فایل هایی که قبلا در ارتباط با کارگاهاه های ژنومی پست شده بود همپوشانی دارد. اسلایدها را از لینک زیر می توانید دانلود کنید.

مطالعات پویش ژنومی (GWAS)

 در این ارائه تلاش شده کلیاتی از GWAS، یافته های GWAS، عیوب و آینده GWAS را پوشش دهم. انشالله که مورد استفاده شما قرار گیرد.



نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

دوستان عزیز، حضور و تشریف فرمایی شما در جلسه دفاع اینجانب رستم عبداللهی باعث خوشحالی بنده و تیم راهنمایی از رساله خواهد شد.

نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

منزلت عالمان پنجشنبه 1392/09/21 1:59

چندی پیش یکی از دوستان به نام فرهاد غفوری توجهم را به پیام و سرمقاله مجله پژوهش و سازندگی در ارتباط با "منزلت عالمان" نوشته شده توسط دکتر بهرام قره­ یاضی که سال 1380 منتشر شده بود جلب کرد و  آنقدر این سرمقاله برایم جالب بود که بر آن شدم نکاتی در این باره را در این پست برای شما بنویسم.  نکات بسیار جالبی در آن به چشم می­خورد که بعد از حدود 12 سال از انتشار این مقاله هنوز هم مشکلات امروز جامعه علمی کشورمان می­باشد. گرچه همه مطالب این سرمقاله مورد قبول بنده نیست اما سوال این است که چرا ماهایی که همه از این مسائل و مشکلات دامن گیر محققان، معلمان، دانشجویان و کارشناسان آشنا هستیم در طول 12 سال از انتشار این مقاله هیچ راهکاری نیافته­ ایم.

علاقه مندان مقاله را از طریق لینک زیر دانلود کنند:

منزلت عالمان

خوشبختانه در کشور ما علاقه مندان به تحصیل بسیار زیاد هستند و به جرات میتوانم بگویم اینچنین نیروی جوان و پرانرژی در هیچ کشوری از دنیا پیدا نمی­شود. دانشجویانی که برای آینده ­ای نامشخص در آزمون­های بسیار سخت و نفس­ گیر کنکور، فوق دیپلم، ارشد، دکتری و ... با هم رقابت می کنند. بهترین ایامی که را که جوانان کشورهای دیگر به خوش گذرانی و سفرهای خارجی و ... سپری می کردند اینها در ایران درب اتاق را به روی خود بسته بودند و شبانه روز مطالعه کرده ­اند تا مبادا از قافله کنکور پیش رو عقب بمانند. چه استرس­هایی که قبل و بعد از آزمون نکشیده ­اند و ممکن است عواقب این استرس­ها دیر یا زود دامن­ گیر آنها در آینده درخشانی شود که فکرش را می‌کردند، اینها همین تحصیل کردگان امروزی هستند که نه راه برگشتی دارند و به موقعیت­هایی که از دست داده‌اند و زمانی که گذاشته ­اند تاسف می­خورند. این نگرانی­ها و شکایات همه به بیماری فرهنگی همه­ گیری برمی ­گردد که گریبان‌گیر همه ما شده یا به زودی خواهد شد. حال این فقر فرهنگی اکتسابی از کجا حاصل می شود دلایل ساده­ ای دارد که شما می‌توانید با نظراتتان ما را همراهی کنید.

نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

دومین کارگاه تجزیه و تحلیل داده های ژنومی در پردیس کشاورزی و منابع دانشگاه تهران در تاریخ 29، 30 آبان و 1 آذر 92 در کرج برگزار شد. 26 نفر در این کارگاه شرکت کردند که اکثریت دانشجویان دکتری و اعضای هیات علمی دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی بودند و تعدادی دانشجوی کارشناسی ارشد هم شرکت کرده یودند.  حضور دانشجویان دانشگاه تهران، صنعتی اصفهان و فردوسی مشهد در این کارگاه نسبت به سایر مراکز دیگر پررنگ تر بود. شرکت کنندگان کارگاه را نسبتا عالی و کاربردی ارزیابی کرده بودند. متاسفانه برگزاری کارگاه با حادثه تلخ درگدشت یکی از دانشجویان کارشناسی علوم دامی آقای کورش صوفیه همراه شده بود و این امر باعث فضای غم انگیز در محوطه دانشگاه به دلیل مراسم تشعیع جنازه و سوگواری شده بود. بنده از شرکت کنندگانی که افتخار دادند و تشریف اوردند تشکر میکنم و امیدوارم که مطالب مطرح شده در کارگاه در کارهای تحقیقاتی و اموزشی شرکت کنندگان مورد استفاده قرار گیرد.

اسلایدهای روز سوم کارگاه، همراه با کدهای برنامه R را میتوانید از طریق لینک های زیر دانلود کنید.

روش های ارزیابی ژنومی

اسکریپت ها R ارائه شده در کارگاه


نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |

باوجودی که توالی و ساختار ژنوم بسیاری از گونه­ها به واسطه تعیین توالی کامل ژنوم مشخص شده است، ولی درک کامل نقش اکثریت توالی­های موجود در پایگاه داده­ها، همچنان ضعیف است. که پی­آیند آن سوالاتی از قبیل: اینکه چه بخش­هایی از ژنوم مرتبط با عملکرد هستند و بر شایستگی تاثیرگذارند؟ به چه میزان و قدرتی، انتخاب طبیعی، چه به صورت مثبت و چه به صورت منفی، و چگونه روی ژنوم نقش بازی می­کند؟

در پست­های قبلی راجع به تعریف تمایل کدونی و همچنین ارتباط آن با کلونینگ ژن در وکتورهای بیانی و انتقال ژن صحبت کردیم که بیشتر جنبه ملکولی داشت. در این پست هدف این است که آیا می­توان از تمایل کدونی در جهت انتخاب و یا شناسایی مناطقی که در گذشته تحت تاثیر انتخاب قرار گرفته­اند، به ویژه در اصلاح دام استفاده کرد، و انتخاب را با توجه به همان اطلاعاتی که از سطح ژنوم (ژنومیکس) داریم از سطح ژنوم به یک گام جلوتر یعنی انتخاب در سطح ترجمه هدایت کرد بدون اینکه ترانسکربپتوم و پروتئوم آن بررسی شود. چرا که در مطالعات بسیاری گزارش شده است که ارتباط زیادی بین الگوهای ترجیح کدونی در سطح ژنوم و میزان بیان ژن­های موجود در سطح ژنوم است (Misawa et al, 2011).

با توجه به اهمیت موضوع و پیوستگی مطالب ابتدا مجددا تعریف مختصری از ترجیح (تمایل) کدونی و ارتباط آن با انتخاب خواهیم داشت. گفتیم کدون­های مترادف (همه کدون­های خاص یک اسیدامینه) در ژنوم یک موجود با فراوانی متفاوتی استفاده می­شوند (به عنوان مثال لوسین دارای 6 کدون مشخص شامل CTG، CTA، CTC، CTT، TTG و TTA می­باشد، اما در ژنوم انسان به طور عمده با CTG کد می­شود، بنابراین CTG یک کدونی است که به بقیه کدون­ها ترجیح داده می­شود)، به وقوع این رخداد در ژنوم ترجیح (تمایل) کدونی گفته می­شود و ثابت شده که به واسطه فرایند­های طبیعی نظیر جهش، دریفت ژنتیکی و همچنین انتخاب، کنترل شده و به عنوان مدل ترکیبی، جهش-انتخاب­-دریفت ژنتیکی شناخته می­شود (Bulmer, 1991). کاهش ترجیح کدونی در منطقه­ای از ژنوم با نوترکیبی محدود در ارتباط است. زمانی که در جمعیت انتخاب انجام می­شود (در گذشته انتخاب برمبنای فنوتیپ)، به دلیل محدودیت زمانی، فرصت کافی برای ایجاد نوترکیبی نخواهد بود و لذا پیوستگی بین جایگاه یا جایگاه­های کاندیدا متاثر از انتخاب با جایگاه­های اطراف حفظ خواهد شد. بنابراین، از یک طرف تنوع در داخل جمعیت کاهش و در بین جمعیت­ها افزایش یافته و از طرف دیگر عدم تعادل لینکاژی (LD) افزایش خواهد یافت. از اینرو زمانی که انتخاب مثبت به سمت افزایش فراوانی آلل­های مطلوب پیش می­رود، جایگاه­های نزدیک به این جایگاه اگر اثرشان هم خنثی باشد به علت پیوسته بودن با آلل مطلوب، فراوانی­شان زیاد شده که در ژنتیک جمعیت به نوعی مرتبط با این اصطلاحات Selective Sweep، Genetics Hitchhiking ،Hill-Robertson Effects ، Genetics Draft،  Signatures of Selection و Footprints of Selection هستند.

بنابراین هر اتفاقی در جمعیت رخ دهد قطعا ردپایی از آن در سطح ژنوم باقی خواهد ماند، که ردپای انتخاب نیز در جمعیت، برجای گداشتن تغییراتی (ایجاد الگوهای ترجیح کدونی مرتبط با بیان جایگاه­های متاثر از انتخاب) در سطح ژنوم است که این تغییرات، جمعیت­ها را از یکدیگر متمایز می­کند. حال بر طبق این فرضیه، کاهش تمایل کدونی در منطقه­ای از ژنوم با نوترکیبی محدود به دلیل اثر Hill-Robertson و منطبق با تئوری Hichhiking است که به همان نشانه­های انتخاب یا Signature of selection برمی­گردد (Marais and Piganeau, 2002). در حالت کلی به دلیل استفاده غیر تصادفی کدون­های مترادف، توالی کدکننده پروتئین، حاوی اطلاعاتی در سطح DNA هستند که این اطلاعات در سطح توالی پروتئینی آن منعکس نمی­شود. به عبارتی ممکن است جهشی در سطح DNA رخ دهد ولی تغییری در توالی پروتئینی آن ایجاد نشود (یک کدون به کدون مترادف خود تبدیل شود) و بر طبق نظریه کیمورا (بر طبق نظریه کیمورا (1983)، اکثر جهش هایی که در سطح ژنوم افراد ایجاد می شوند، خنثی هستند (Neutral alleles) یعنی تاثیری بر شایستگی افراد ندارند، چرا که اولا جهش­ها حذف خواهند شد و ثانیا افزایش فراوانی یک جهش نیازمند زمان بوده و با افزایش زمان، نوترکیبی بین الل­های موجود در جایگاه­های ژنی مختلف افزایش یافته و بنابراین باعث شکسته شدن لینکاژ بین جایگاه­ها خواهد شد) اثر آن جهش خنثی باشد.

سوالی که در اینجا مطرح می­شود این است که آیا واقعا اثر این جهش­ها خنثی خواهد بود و هیچ تاثیری بر فنوتیپ نخواهد داشت؟ به عبارت دیگر زمانی که جهش رخ دهد ولی توالی پروتئینی تغییر نکند باز هم اثر جهش خنثی است (Silent Mutation)؟ در پاسخ باید گفت از دیدگاه بسیاری از افراد شاید جواب مثبت باشد، ولی از دیدگاه ترجیح کدونی، درست است که توالی پروتئینی تغییری نکرده است، ولی با توجه به این که فراوانی استفاده از آن کدون برای ساخت یک پروتئین خاص تغییر می­یابد، لذا می­تواند متناسب با آن، میزان تولید یک پروتئین خاص را شروع و یا در صورت وجود آن در سلول، آن را افزایش و یا به شدت کاهش دهد، که دلیل آن، افزایش و یا کاهش بیان ژن­های مرتبط با آن در زمان استفاده از آن کدون می­باشد (Waldman et al, 2011). بنابراین با اطلاعاتی که در حال حاضر از توالی ژنوم موجودات مختلف موجود است، می­توان الگوهای ترجیح کدونی را در سراسر ژنوم شناسایی و از آنجا که این الگوها مرتبط با بیان و ترجمه ژن­ها هستند، از آن در جهت انتخاب بهره جست و یا حتی از آن برای بررسی وقایعی که در اثر عواملی نظیر انتخاب، جهش و ... در گذشته رخ داده­اند، یا بعبارتی جایگاه­هایی که کاندیدای انتخاب قرار گرفته­اند استفاده کرد­، با این تفاوت که علاوه بر استفاده از اطلاعات SNPهای گسترده شده در کل ژنوم از اطلاعات الگوهای ترجیح کدونی موجود در سراسر ژنوم که مرتبط با بیان ژن هستند استفاده کرد (Qin et al, 2004). یعنی از سطح ژنوم به یک گام فراتر به سطح ترجمه (ترانسکریپتوم و پروتئوم) گام برداشت بدون اینکه ترانسکریپتوم و یا حتی پروتئوم سلول (که بعضا بررسی آن­ها هم شاید اطلاعات صریحی را به ما ندهد، چرا که اولا توالی کدکننده پروتئین، حاوی اطلاعاتی در سطح DNA هستند که این اطلاعات در سطح توالی پروتئینی آن منعکس نمی­شود، و ثانیا به دلیل برهمکنش پروتئین­های مختلف بر یکدیگر در یک سلول و تفاوت آن­ها با یکدیگر در سلول­های مختلف و در زمان­های مختلف تفسیر نتایج را دشوار می­کند.) را بررسی کرد.

از طریق آنالیز SNPهای موجود در ژنوم جمعیت­های مختلف دروزوفیلا نتایج حاکی از آن است، مناطقی دارای تمایل کدونی بالاتری هستند، که با شدت بیشتری تحت تاثیر انتخاب قرار گرفته­اند و این مناطق دارای ژن­هایی با توالی­ کدکننده کوتاهتر و بیان بیشتر هستند (Zeng et al, 2009). بنابراین با توجه به این ارتباط می­توان بر مبنای الگوهای ترجیح کدونی موجود در سراسر ژنوم، مناطقی را که در گذشته مورد انتخاب قرار گرفته­اند، بهتر شناسایی کرد، چرا که ژن­های موجود در این مناطق دارای بیان بیشتری بوده و آنچه امروزه جمعیت­های مختلف را بر مبنای یکسری از صفات از یکدیگر متمایز می­کند، تفاوت میزان بیان ژن­های موجود در این مناطق است که تحت تاثیر انتخاب قرار گرفته­اند. حال با این تفاسیر، آیا این روش در دام­های اهلی قابل استفاده است؟ برای پاسخ به این سوال پست­هایی را که در روزهای آتی ارائه خواهد شد، دنبال کنید.

Bulmer M. The selection-mutation-drift theory of synonymous codon usage. Genetics. 1991;129(3):897-907.

Kimura  M:  The  neutral  theory  of  molecular  evolution.  Cambridge  University  Press, New York. 1983.

Marais, G., Piganeau, G., 2002. Hill-Robertson interference is a minor determinant of variations in codon bias across Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans genomes. Molecular biology and evolution 19, 1399-1406.

Misawa K, Kikuno RF. Relationship between amino acid composition and gene expression in the mouse genome. BMC research notes. 2011;4(1):20.

Qin H, Wu WB, Comeron JM, Kreitman M, Li W-H. Intragenic spatial patterns of codon usage bias in prokaryotic and eukaryotic genomes. Genetics. 2004;168(4):2245-60.

Waldman YY, Tuller T, Keinan A, Ruppin E. Selection for translation efficiency on synonymous polymorphisms in recent human evolution. Genome biology and evolution. 2011;3:749.

Zeng K, Charlesworth B. Estimating selection intensity on synonymous codon usage in a nonequilibrium population. Genetics. 2009;183(2):651-62

نوشته شده توسط رستم عبداللهی  | لینک ثابت |