Məlumat

Haplotip blokları nədir və hibridləşmənin bunlara təsiri nədir?

Haplotip blokları nədir və hibridləşmənin bunlara təsiri nədir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bu PDF-də haplotip bloklarının qısa tərifi var.

Haplotip bloku, təkamül zamanı birlikdə miras qalmağa meylli olan bir xromosomda sıx əlaqəli allellər/markerlər toplusudur.

Bu tərifə də baxın:

Biz haplotip blokunu informativ SNP cütləri arasında müqayisələrin çox kiçik bir hissəsinin (<5%) göstərdiyi bir bölgə kimi təyin etdik. tarixi rekombinasiyanın güclü sübutu. [Biz 5%-ə icazə veririk, çünki rekombinasiyadan başqa bir çox qüvvələr (həm bioloji, həm də artefaktual) təkrarlanan mutasiya, gen çevrilməsi və ya genom yığılması və ya genotipləmə səhvləri kimi haplotip nümunələrini poza bilər.]

Baxmayaraq ki, mücərrəd şəkildə deyirlər:

haplotip blokları: üzərində olan böyük bölgələr az dəlil üçün tarixi rekombinasiya və içərisində yalnız bir neçə ümumi haplotip müşahidə olunur.

Ancaq birinci tərif məni çaşdırır, çünki bu, həqiqətən də əlaqə tarazlığının tərifinə bənzəyir:

əlaqə balanssızlığı müəyyən bir populyasiyada müxtəlif lokuslarda allellərin təsadüfi olmayan birləşməsidir.

Bu o deməkdir ki, onlar birlikdə miras alınır (təsadüfi olmayan miras). Digər təriflər eyni sənəddə razılaşmır ...

Haplotipin xatırladılması kimi: "Tək ardıcıllıqla tapılan allellər dəsti haplotip adlanır." (Hahn, M. W. 2018. Molekulyar Populyasiya Genetikası. Sinauer Associates, Incorporated, Sunderland, Massachusetts.)

Belə ki:

  1. Haplotip blokları dəqiq və LD ilə müqayisədə hansılardır? Haplotip bloklarını necə qiymətləndirmək olar?

  2. Niyə bu vacib bir konsepsiyadır (bizə nə məlumat verir, niyə bunu xüsusi olaraq öyrənmək istəyirik)?

  3. Haplotip bloklarına nə təsir edir və genomik analiz apararkən bəzi məlumatların əldə edilməsi necə faydalıdır (bunu hesablaya bilərik)?

Budur mövzu ilə bağlı 2 müvafiq resurs:

  • Daly, M. J., J. D. Rioux, S. F. Schaffner, T. J. Hudson və E. S. Lander. 2001. İnsan genomunda yüksək rezolyusiyaya malik haplotip quruluşu. Təbiət Genetikası 29:229-232.
  • Patil, N., AJ Berno, DA Hinds, WA Barrett, JM Doshi, CR Hacker, CR Kautzer, DH Lee, C. Marjoribanks, DP McDonough, BTN Nguyen, MC Norris, JB Sheehan, N. Shen, D. Stern, RP Stokowski, DJ Thomas, MO Trulson, KR Vyas, KA Frazer, SPA Fodor və DR Cox. 2001. İnsan xromosomunun yüksək keyfiyyətli skan edilməsi ilə aşkar edilmiş məhdud haplotip müxtəlifliyinin blokları 21. Elm 294:1719-1723.

Avropa mənşəli populyasiyalarda xəstəlik riski ilə laktaza davamlılıq haplotip blokunun assosiasiyası

Avropa mənşəli insanlar arasında laktozanı yetkinlik yaşına qədər həzm etmək qabiliyyəti laktaza genini əhatə edən çox faydalı allelin güclü müsbət seçilməsi nəticəsində yaranmışdır. Laktoza dözümlü və dözümsüz şəxslər haplotip blokunun ortaq genetikası səbəbindən fərqli xəstəlik risklərinə malik ola bilərlər. Buna görə də, tədqiqatın ümumi məqsədi laktaza davamlılıq haplotipinin xəstəlik riski ilə genetik əlaqəsini qiymətləndirmək idi. 1000Genomes layihəsinin məlumatlarından istifadə edərək, laktaza davamlılıq haplotip blokunun ölçüsünü 9-a qədər protein kodlaşdıran gen və bir mikroRNT ehtiva edən 1,9 Mbp olduğunu təxmin etdik. Genlərin və mikroRNT-nin funksiyasına əsaslanaraq, laktaza davamlılıq allelinin təsir göstərə biləcəyi sağlamlıq fenotiplərini öyrəndik: prostat xərçəngi vəziyyəti, ürək-damar xəstəliklərinin vəziyyəti və sümük mineral sıxlığı. Biz laktaza davamlılıq allelinin bu xəstəlik fenotipləri ilə əlaqəli olub-olmadığını qiymətləndirmək üçün geniş genom miqyaslı metaanalizlərdən - 32,965 sümük mineral sıxlığı, 140,306 prostat xərçəngi və 184,305 koronar arteriya xəstəliyi subyektlərinin xülasə statistikasından istifadə etdik. Əvvəlki işlərin laktaza davamlı haplotip blokunun zərərli mutasiyaları artırdığını nümayiş etdirməsinə baxmayaraq, bu nəticələr tədqiq olunan xəstəlik fenotiplərinə az təsir göstərir.

Açar sözlər: pəhriz insan təkamülü laktoza laktoza dözümlülük fenotip fizioloji əlamətlər populyasiya genetikası selektiv süpürmə.

Copyright © 2020 Joslin, Durbin-Johnson, Britton, Settles, Korf and Lemay.

Rəqəmlər

Genişlənmiş Manhetten laktaza planı...

Doqquzu əhatə edən 2-ci xromosomda laktaza davamlı haplotip blokunun genişləndirilmiş Manhetten planı ...

Wilcoxon rütbə cəmi testləri göstərir ...

Wilcoxon rütbə cəmi testləri beta imzalanmışdır səh - üçün dəyərlər (A) prostat xərçəngi…

Wilcoxon rütbə cəmi testləri göstərir ...

Wilcoxon rütbə cəmi testləri beta imzalanmışdır səh - üçün dəyərlər (A) bud sümüyü boynu…


Stresslə əlaqəli bir gen olan FKBP5-in uşaqlıq travması ilə qarşılıqlı əlaqəsi intihara cəhd riskini artırır

Uşaqlıq travması hipotalamo-hipofiz-adrenal (HPA) oxunun tənzimlənməməsi ilə əlaqələndirilir və intihar davranışı üçün məlum risk faktorudur. Bu işdə uşaqlıq travmasının intihar riskinə təsirinin HPA oxunu tənzimləyən gen olan FKBP5 tərəfindən dəyişdirilə biləcəyini müəyyən etməyə çalışdıq. On altı FKBP5 haplotip etiketli tək nukleotid polimorfizmi (SNP) Afrika amerikalıların bir nümunəsində genotiplənmişdir: maddə asılılığı olan 398 müalicə axtaran xəstə (90% kişi 120 intihara cəhd) və 432 maddədən asılı olmayan şəxs (40% kişi intihara cəhd 21) . Ümumilikdə, 474 iştirakçı (112 intihara cəhd edən) Uşaqlıq Travması Sorğunu (CTQ) doldurdu. İlkin haplotip analizləri əvvəlki tədqiqatlarda iştirak edən dörd SNP ilə aparılmışdır: rs3800373, rs9296158, rs1360780 və rs9470080. Uşaqlıq travmasının intihar cəhdi ilə əlaqəli olduğunu aşkar etdik (P<0.0001). Dörd SNP haplotip blokunda iki əsas yin yang haplotipinin əsas təsiri olmasa da, yalnız yüksək səviyyədə uşaqlıq travmasına məruz qalan şəxslərdə intihar riskinə haplotip təsiri var idi (p=0.006). Bu qrupda risk haplotipinin iki nüsxəsi ilə 51%, bir nüsxəsi ilə 36% və nüsxəsi olmayan 20% intihara cəhd etdi. Ümumi logistik reqressiya modeli intihara cəhddə variasiyanın 13%-ni təşkil edib. 16 SNP-nin təhlili rs3777747, rs4713902 və rs9470080-in intihar cəhdinə əhəmiyyətli əsas təsirləri və RS3800373, rs9296158 və rs1360780-in CTQ hesabı ilə interaktiv təsirlərini göstərdi. Bu məlumatlar göstərir ki, uşaqlıq travması və FKBP5 geninin variantları intihara cəhd riskini artırmaq üçün qarşılıqlı təsir göstərə bilər.

Rəqəmlər

FKBP5 11 tək nukleotid polimorfizmi...

FKBP5 11 tək nukleotid polimorfizmi (SNP) haplotip blok quruluşu və dörd SNP haplotipi…

-nin qarşılıqlı təsiri FKBP5 yin...

-nin qarşılıqlı təsiri FKBP5 yüksək səviyyədə uşaqlıq travması olan yin yang diplotipləri ...

Tezlikləri FKBP5 haplotiplər…

Tezlikləri FKBP5 İntihara cəhd etmiş şəxslərdə intihar olmayanlarla müqayisədə haplotiplər...

arasında qarşılıqlı əlaqə FKBP5 haplotiplər və ...

arasında qarşılıqlı əlaqə FKBP5 haplotiplər və uşaqlıq travmasının intihar cəhdinə təsiri. Haplotip H2…


Bloklar və haplotiplər

Haploview hər dəfə fayl açıldıqda bloklar yaradır, lakin bu bloklar bir neçə yolla redaktə edilə və yenidən müəyyən edilə bilər. Analiz menyusunda siz yenidən başlamaq üçün bütün blokları silə, bir neçə avtomatlaşdırılmış üsuldan birinə əsaslanan blokları təyin edə və ya bu alqoritmlərin parametrlərini fərdiləşdirə bilərsiniz. Bundan əlavə, bloklar əl ilə düzəldilə bilər.

Etibarlılıq intervalları [DEFAULT]

Defolt alqoritm Gabriel et al, Science, 2002-dən götürülmüşdür. D prime üzrə 95% etibarlılıq həddi yaradılır və hər bir müqayisə "güclü LD", "nəticəsiz" və ya "güclü rekombinasiya" adlanır. Məlumat xarakterli (yəni qeyri-nəticə olmayan) müqayisələrin 95%-i "güclü LD" olduqda blok yaradılır. Bu üsul standart olaraq MAF < 0.05 olan markerlərə məhəl qoymur. MAF kəsimi və etibarla bağlı kəsiklər "Blok təriflərini fərdiləşdirin" (Təhlil menyusu) seçimi ilə redaktə edilə bilər. Bu tərif bir çox üst-üstə düşən blokların etibarlı olmasına imkan verir. Standart davranış bütün mümkün blokların siyahısını çeşidləmək və ən böyüyü ilə başlamaq və artıq elan edilmiş blokla üst-üstə düşmədiyi müddətcə blokları əlavə etməyə davam etməkdir.

Bu, Wang et al, Am-da təsvir olunan alqoritmin variantıdır. J. Hum. Genet., 2002. Hər bir marker cütü üçün 4 mümkün iki markerli haplotipin populyasiya tezlikləri hesablanır. Əgər hər 4 ən azı 0,01 tezliyi ilə müşahidə edilirsə, rekombinasiya baş vermiş hesab olunur. Bloklar yalnız 3 gametin müşahidə edildiyi ardıcıl markerlər tərəfindən əmələ gəlir. Tərifi daha çox və ya daha az sərtləşdirmək üçün 1% kəsim redaktə edilə bilər.

Daxili olaraq hazırlanmış bu üsul LD diaqramında üçbucağın ayaqları boyunca bir markerdən digərinə uzanan güclü LD "onurğasını" axtarır (bu o deməkdir ki, blokdakı ilk və son markerlər bütün aralıq markerlərlə güclü LD-dədirlər. lakin aralıq markerlərin bir-biri ilə LD-də olması mütləq deyil).

Markerlər marker nömrəsinə klikləməklə bloklardan silinə bilər (D əsas qrafikinin yuxarı hissəsində). Blokları klikləyərək və markerin nömrə cərgəsi boyunca sürükləyərək əl ilə müəyyən etmək olar. Mövcud blokla üst-üstə düşən istənilən blok üstünlük təşkil edəcək və mövcud bloku siləcək.

"Haplotypes" sekmesine klikləməklə və ya Ekran menyusundan "Haplotiplər"i seçməklə seçilmiş bloklar üçün haplotiplərə baxın. Haplotiplər Qin et al, 2002, Am J Hum Genet-də təsvir edilən bölmə/liqasiya metoduna bənzər sürətləndirilmiş EM alqoritmi ilə təxmin edilir. Bu, mərhələsiz girişdən müəyyən edilən maksimum ehtimala əsaslanaraq, mərhələli haplotiplərin yüksək dəqiq populyasiya tezliyi təxminlərini yaradır.

Haplotip ekranı hər bir haplotipi bir blokdakı populyasiya tezliyi və bir blokdan digərinə keçidləri ilə göstərir. Keçid zonalarında multiallelik D' dəyəri göstərilir. Bu, iki blok arasında rekombinasiya səviyyəsini əks etdirir. Qeyd edək ki, multiallelik D' dəyəri yalnız hazırda göstərilən haplotiplər ("alellər") üçün hesablanır. Bu, adətən, güclü təsir göstərmir, çünki nadir haplotiplər ümumi dəyərə yalnız bir qədər kömək edir. Haplotiplərin üstündə marker nömrələri və haplotip etiketi SNPs (htSNPs) altında bir gənə var.

Ekran yalnız daha çox yayılmış haplotipləri göstərmək və ya birləşdirici xətləri tənzimləmək üçün ekranın altındakı idarəetmə elementlərindən istifadə etməklə redaktə edilə bilər. Varsayılan olaraq, allellər A, C, G, T hərfləri ilə birlikdə xüsusi 'X' simvolu ilə göstərilir ki, bu da mərhələli məlumatlarda yalnız bir allelin birmənalı şəkildə müşahidə olunduğu olduqca nadir bir vəziyyəti təmsil edir. 'X' naməlum şəxsiyyət allelini təmsil edir. Ekran həmçinin allelləri rəqəmsal olaraq 1-4 arasında göstərmək üçün dəyişdirilə bilər, 8 'X' ekvivalentidir və ya mavi və qırmızı qutular şəklində, mavi əsas allel və qırmızı kiçikdir.

Haplotype tag SNPs artıq Haplotypes nişanında standart olaraq göstərilmir. Tagger nişanı vasitəsilə bütün etiketləmələrin bir olması tövsiyə olunur. Blok-blok teqləri Ekran menyusunda "Teqləri bloklarda göstər" seçimini işarələməklə göstərilə bilər.


ÜSULLAR

Mikroarray məlumat mənbəyi

Əvvəlki bir araşdırmada, insanlarda izoform səviyyəli ifadədəki fərqlərlə əlaqəli genetik variasiyanı araşdırdıq (3). Biz bu təsiri ~4 milyon tək nukleotid polimorfizmi (SNP) genotipinin mövcud olduğu Avropa əcdadından (17) əlaqəli olmayan 57 HapMap fərdindən ibarət nümunədə xarakterizə etdik. Bu fərdlərdən əldə edilən limfoblast hüceyrələri üç nüsxədə böyüdülmüş və bu böyümələrin hər birindən RNT çıxarılaraq Affymetrix Human Exon massivində hibridləşdirilmişdir ( n = 171). Hazırkı analiz üçün əldə edilən zond-flüoresan intensivliklərdən istifadə edilmişdir. Təhlillərimizi yüksək etibarlılıq annotasiyasına görə əsas ekzonları hədəfləyən zondlarla məhdudlaşdırdıq.

Uyğunsuzluqların hibridləşməyə təsiri

Zond ifadəsi siqnalları Affymetrix Elektrik Alətləri (APT) proqram paketindən (Affymetrix) istifadə etməklə kvantil-normallaşdırıldı və GC fonu düzəldildi. Uyğunsuzluqların Affymetrix Human Exon massivində zond-hədəf hibridləşməsinə necə təsir etdiyini araşdırmaq üçün biz HapMap hüceyrə xəttlərindən əldə edilən yüksək rezolyusiyaya malik genotipləşdirmə məlumatından istifadə etdik və ən azı bir SNP-yə malik bölgəyə yönəlmiş 6110 zond müəyyən etdik. 57 HapMap fərdindən 1-i. Bu zondlar seçilmişdir, çünki hədəflədikləri ekson və gen ifadə edilmiş hesab olunurdu. Ekson və ya genin ifadəsi Affymetrix tərəfindən yaradılan yuxarıda aşkar edilmiş fon (DABG) metrikasından istifadə etməklə müəyyən edilmişdir. Bu metrik ekzon və ya genin fonun altında ifadə olunma ehtimalını təmsil edir. Biz ekzonlar və genlər üçün müvafiq olaraq DABG ≤0.02 və DABG ≤0.043-də fondan yuxarı ifadə üçün əhəmiyyət həddini təyin etmək üçün yanlış kəşf dərəcəsi (FDR) korreksiyasından (18) istifadə etdik. Sonra, SNP-nin hədəf bölgədəki mövqeyindən asılı olaraq (5′-dən 3′ ucuna qədər) bu zondların hər birini 25 qutuda təsnif etdik. Bu qutuların hər biri üçün mükəmməl tamamlayıcı hədəf bölgəsi olan fərdlərdən əldə edilən orta zond intensivliyi ilə bir uyğunsuzluğu olan fərdlərin orta zond intensivliyi arasındakı qat dəyişikliyini təyin etdik (Şəkil 1).

Maskalama proseduru

Biz əvvəllər göstərmişdik ki (3, 19) zond hədəfləri daxilində yerləşən SNP-lər onların Affymetrix Human Exon massivi zondlarına hibridləşməsinə təsir edir və nəticədə səhv ifadə təxminlərinə səbəb olur. Bu təsiri azaltmaq üçün, hədəf bölgəsində məlum SNP olan bütün zondları analizdən çıxarmaqdan ibarət sadə prosedur hazırladıq. Ümumilikdə, ən azı bir polimorfik HapMap II SNP (buraxılış 21) üst-üstə düşən 1 096 799 zonddan 21 843 əsas zondun hədəf bölgələrini tapdıq.

Hibridləşdirmə məlumatlarının əvvəlcədən işlənməsi və ümumiləşdirilməsi

Zonddan hədəfə hibridləşmənin SNP-lərdən necə təsirləndiyini öyrənmək üçün biz iki məlumat dəstini ekson və gen ifadəsi təxminlərini yaratdıq. APT proqram paketi prob səviyyəsində hər bir məlumat dəstini kvantil-normallaşdırmaq və GC fonunu düzəltmək üçün istifadə edilmişdir. Hər bir məlumat dəsti üçün orta zond dəsti (eksonları təmsil edən) və meta-zond dəsti (genləri təmsil edən) ifadə xalları (üç nüsxədən orta hesabla) zond loqarifmik xəta intensivliyi modelindən (Affymetrix) istifadə edilməklə hesablanmışdır. Birinci məlumat dəsti, polimorfik zond hədəf bölgələrindən asılı olmayaraq, bütün əsas zondların ümumiləşdirilməsi ilə əldə edilən zond dəsti və meta-zond dəsti ifadə təxminlərindən ibarət idi. İkinci məlumat dəsti maskalanma prosedurumuzu həyata keçirməklə yaradılmışdır (yuxarıya bax). Beləliklə, bu son məlumat dəsti üçün sonda dəsti və meta-zond dəsti ifadə xalları heç bir HapMap SNP-nin hədəf bölgələrini üst-üstə düşmədiyi zondlardan təxmin edilmişdir.

Assosiasiya təhlilləri

Birincisi tam əsas zond siyahısından, ikincisi isə maskalı əsas zond siyahısından yaradılan iki məlumat dəstinin hər biri üçün biz cinahla əlaqə üçün zond, ekson və transkript ifadə təxminlərini (hər bir fərd üçün üçlü nümunələrdən orta hesabla) araşdırdıq. HapMap SNP-ləri (buraxılış 21). Əvvəlki təhlilimizin (3) məqsədlərindən biri mümkün olanı müəyyən etmək idi cis -diferensial alternativ splicingin tənzimləyici determinantları. İnsanlarda əlaqə tarazlığının olmaması haplotip blokları yaratdı, burada bir-birinə yaxın olan SNP-lər rekombinasiya səbəbindən yenidən qurulmadan qaçır. Buna görə də, tənzimləyici variantın hədəfə fiziki yaxınlığını fərz etsək və çoxsaylı sınaqların dəyərini məhdudlaşdırmaq üçün biz yalnız zond və ya zond dəstini ehtiva edən genin hər iki tərəfini əhatə edən 50 kb-lik bir bölgə daxilində SNP-lər üçün sınaqdan keçirdik. Qeyd etmək lazımdır ki, mikroarray hibridləşmə intensivliyinin dəyişməsi ilə əlaqəli SNP-lər ya faktiki səbəb SNP-lər ola bilər, ya da sadəcə olaraq səbəbkar SNP ilə əlaqə tarazlığında (eyni haplotip blokunun bir hissəsi) ola bilər. Kodominant genetik model altında Plink proqram paketində (20) həyata keçirilən xətti reqressiya analizindən istifadə edərək ifadə xalları (zondlar, zond dəstləri və meta-zond dəstləri) və verilmiş SNP-nin genotipləri arasındakı əlaqə səviyyəsini ölçdük. Bu model AA, AB və BB genotiplərini müstəqil diskret dəyişən kimi nəzərdən keçirir. Genotiplər müvafiq olaraq 0, 1 və 2 kimi kodlanır, ifadə balları isə kəmiyyət əlaməti hesab edilir və xətti reqressiyada asılı dəyişən kimi qəbul edilir. Xam P -qiymətlər standart asimptotikdən istifadə etməklə xətti reqressiyadan əldə edilmişdir t -statistik. Hər bir zond dəsti və meta-zond dəsti ifadə dəyərlərinə qarşı çoxlu SNP-lərin sınaqdan keçirilməsini düzəltmək üçün biz permutasiya testlərini (21) həyata keçirdik, ardınca 5% FDR korreksiyası apardıq. Permutasiya təhlilləri Plink-də tətbiq olunan 'etiket dəyişdirmə' və 'adaptiv permutasiya' seçimlərindən istifadə edərək həyata keçirildi. "Etiket dəyişdirmə" seçimi haplotip blok strukturunu qorumaq üçün istifadə olunur və "adaptiv permutasiya" alqoritmi hesablama baxımından səmərəli permutasiya təhlillərinə imkan verir (20). Sonradan empirikdə 5% FDR düzəlişləri etdik P - genotipin zond dəstindəki ifadəyə assosiasiyası üçün qiymətlər (permütasyonlardan) P -dəyər <9,73 × 10 −9 ) və meta-zond set səviyyələri ( P -qiymət <6,07 × 10 −7 ).

SNP maskasının qiymətləndirilməsi

Zond-hədəf bölgələrindəki SNP-lərin assosiasiya analizlərimizə necə təsir etdiyini qiymətləndirmək üçün polimorfik tədqiqat hədəf bölgələrinə görə yanlış-müsbət və yanlış-mənfi birləşmələrin nisbətini təxmin etdik. Maskalı məlumat dəsti üçün assosiasiya nəticələrini istinad (əsl) məlumat dəsti kimi qəbul etdik, çünki onlar məlum SNP-lərin təsiri olmadan ifadə təxminlərindən əldə edilmişdir. Bu istinad məlumat dəsti (Əlavə Cədvəl 1 və 2-yə baxın) bizə Cədvəl 1-də təsvir edilən dörd ssenarini qiymətləndirməyə imkan verir. Əhəmiyyətli olan zond dəsti və ya meta-zond dəstinin birləşmələri ( P -həddindən aşağı dəyər) və əhəmiyyətsiz ( P həm maskalı, həm də maskalanmamış məlumat dəstlərində -həddən yuxarı dəyər) müvafiq olaraq həqiqi müsbət və həqiqi neqativ kimi təsnif edilmişdir. Maskasız məlumat dəstində əhəmiyyətli assosiasiya aşkar edildikdə, nəticəni yanlış müsbət hesab edirik, lakin SNP-ləri (maskalı məlumat dəsti) ehtiva edən maskalama zondlarından sonra əhəmiyyətsiz olur. Əksinə, maskalanmamış məlumat dəstində əhəmiyyətsiz olan, lakin maskalanmış məlumat dəstində əhəmiyyətli olan assosiasiyalar yalançı neqativlər kimi təsnif edildi. Yalan-müsbət və -mənfi dərəcələr müvafiq olaraq FPR = FP/(FP + TP) və FNR = FN/(FN + TN) ilə hesablanır. Maskalı məlumatlar daxilində əhatə dairəsinin azaldılması probleminin qarşısını almaq üçün yuxarıdakı təhlilə SNP-lərin olması səbəbindən tamamilə “maskalı” olan zond dəstləri daxil deyil.


Müzakirə

E&R Məlumatlarında Seçim Hədəflərinin Xəritəsinə Əlaqə Məlumatının daxil edilməsi

Əksər E&R tədqiqatları SNP-lər arasında müstəqilliyi nəzərdə tutsa da (Turner et al. 2011 Burke et al. 2010 Orozco-terWengel et al. 2012 Topa et al. 2015), əlaqə məlumatının daxil edilməsinin seçim hədəflərinin xəritələşdirilməsini yaxşılaşdıra biləcəyi qəbul edilmişdir. . Kessner və Novembre (2015) inkişaf etmiş populyasiyalar üçün orta ölçülü (200 kb) pəncərələrdə haplotip tezliklərini təyin etmək üçün qurucu haplotiplərindən əlaqə məlumatlarından istifadə etdilər. Onların yanaşmasının dəqiqliyinin artması tək marker analizləri ilə müqayisədə daha dəqiq tezlik təxminindən irəli gəlir. Başqa bir son yanaşmada Terhorst et al. (2015) təkrarlanan zaman seriyası məlumatları üçün seçimin çox yerli modelini təsvir edir. Burada hər bir fokus SNP-yə bitişik olan az sayda SNP yerli haplotip quruluşunu və rekombinasiyanı nəzərə alaraq məlumatların məlumat məzmununu artırmaq üçün istifadə olunur. Bu, seçilmiş SNP-nin nəticəsini yaxşılaşdırsa da, inkişaf etmiş populyasiyalardakı faktiki haplotip strukturu narahatedici parametrdir və nəticədə naməlum olaraq qalır.

Bizim yanaşmamız bu iki üsuldan ilk növbədə seçilmiş haplotiplərin yenidən qurulmasına diqqət yetirməklə fərqlənir. Bundan əlavə, biz ilk dəfə olaraq inkişaf etmiş milçəkləri ardıcıllıqla təcrübi olaraq yenidən qurulmuş haplotipləri təsdiq edirik. Biz gözləyirik ki, seçilmiş haplotiplərin zaman silsiləsi trayektoriyaları yalnız seçim hədəflərinin xəritələşdirilməsini asanlaşdırmayacaq, həm də müşahidə olunan nümunələri klassik populyasiya genetik modellərinin gözləntilərinə uyğunlaşdırmaq üçün unikal imkan verəcəkdir.

IBD Regionlarının təsiri

Təbii D. melanoqaster populyasiyalar aşağı səviyyədə əlaqə balanssızlığına malikdir (Mackay et al. 2012 Langley et al. 2012 Franssen et al. 2015). Buna baxmayaraq, getdikcə daha aydın olur ki, böyük genomik bölgələr eyni populyasiyadan olan fərdlər arasında paylaşıla bilər. Mənşə görə belə eynilik bölgələri (İBD) yerli əhali strukturundan gözlənilən əlaqəli fərdlərin seçilməsi ilə əlaqədardır. Uyğunlaşma kontekstində isə onlar seçilmiş allellərin xəritələşdirilməsinə ciddi təsir göstərirlər. Yenidən qurulmuş haplotipin qurucu xromosomların bir alt çoxluğundan müəyyən edilmiş haplotip-blokla müqayisəsi (Franssen et al. 2015) IBD bloklarının necə yanlış nəticələrə səbəb ola biləcəyinin xüsusilə yaxşı nümayişidir. Seçilmiş xromosom böyük İBH bölgəsini seçmə hədəfi daxil olmayan başqa bir xromosomla paylaşdığından, seçilmiş haplotip məlum deyilsə, İBD bölgəsi yanlış olaraq seçim hədəfi kimi müəyyən edilə bilər. Bütün qurucu haplotiplərinin ardıcıllığı bu problemdən qaçsa da, seçim hədəflərinin etibarlı xəritələşdirilməsi üçün qurucu haplotiplərinin sayını artırmaq üçün əvvəlki təkliflər (Kofler and Schlötterer 2013 Baldwin-Brown et al. 2014) bu strategiyaya qarşı çıxır. Bundan əlavə, yeni yaradılmış izofemale xətlərindən başlayan eksperimentlər çoxlu haplotiplərdən ibarətdir (ən azı dörd onların rekombinantları ilə), bu da qurucu haplotiplər haqqında nəticə çıxarmağı daha da çətinləşdirir. Burada təqdim edilən haplotiplərin yenidən qurulması metodu daha perspektivli və resurs baxımından səmərəli yanaşma kimi görünür.

Seçilmiş haplotiplərin yenidən qurulması üçün İBH bölgələrinin daha bir problemi, onlar seçilmiş xromosom və çoxlu seçilməmiş haplotiplər arasında bölüşdürüldükdə yaranır və nəticədə İBH bölgəsinin aralıq tezliyi yaranır. Bu parametrdə seçilmiş haplotip IBD bölgəsində heç bir haplotip spesifik marker daşımayacaq və beləliklə, haplotip-blokunun İBD bölgəsində genişlənməsinin qarşısını alacaq. Buna görə də, seçilmiş haplotip-blokun uzunluğunun ciddi şəkildə qiymətləndirilməməsi hələ də mümkündür.

Haplotiplərin yenidən qurulmasının məhdudiyyətləri

Haplotipləri yenidən qurmaq üçün yanaşmamız qurucu populyasiyada aşağı tezliklərdə mövcud olan seçilmiş allellərə yönəldilmişdir. Baxmayaraq ki, bu, üstünlük təşkil edən genomik cavabdır D. melanoqaster isti mühitlərə uyğunlaşan populyasiyalar (Tobler et al. 2014 Franssen et al. 2015), digər tədqiqatlar seçilmiş allellərin ara tezliklərdə olduğunu aşkar etmişdir (Turner et al. 2011 Turner and Miller 2012). Bu cür ümumi allellərin çoxlu xromosom fonunda baş verməsi gözlənilir və bir neçə sayt yüksək LD-də olur ki, bu da daha az avtostopçuların seçim hədəflərindən gələn siqnalı gizlətməsi ilə nəticələnir (məsələn, Kofler və Schlötterer 2013-də əlavə şəkil S33). Buna görə də yüksək tezlikli seçilmiş klasterlərin yenidən qurulması daha məhdud ola bilər. Digər tərəfdən, analizdən yalnız az sayda yüksək tezlikli namizəd SNP ortaya çıxarsa, seçimin faktiki hədəflərinin müəyyən edilməsi aşağı başlanğıc tezlikləri hallarına nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə sadələşdirilir.


İntroqressiya və seçim mərcan rifi balıqlarının (cins: Haemulon) simpatik bacı növlərinin təkamül tarixini formalaşdırdı.

Böyük üst-üstə düşən silsilələr ilə yaxından əlaqəli dəniz növləri, xüsusən də belə nəsillər arasında gen axınının sübutu olduqda, spesifikasiya mexanizmlərini öyrənmək üçün imkanlar təmin edir. Burada, mitoxondrial və nüvə lokuslarının Sanger ardıcıllığından istifadə edərək, simpatik bacı-növ Haemulon maculicauda və H. flaviguttatum arasında hibridləşmə hadisəsinə diqqət yetiririk, eləcə də məhdudlaşdırılmış DNA-assensasiya yolu ilə əldə edilən 2422 tək nukleotid polimorfizmi (SNP) RADSeq). Mitoxondrial markerlər COI üçün ortaq bir haplotip və bacı növlər arasında CytB və CR üçün aşağı fərq aşkar etdi. Digər tərəfdən, nüvə lokuslarında və SNP-lərin əksəriyyətində tam nəsil çeşidlənməsi müşahidə edildi. Neytral gözləntilərə əsasən, mtDNT-nin daha kiçik effektiv populyasiya ölçüsü mutasiyaların nDNT-dən daha sürətli fiksasiyasına səbəb olmalıdır. Beləliklə, bu nəticələr yaxın keçmişdə hibridləşmənin (0,174-0,263 milyon) nüvə genomuna az təsir etməklə mtDNT-nin introqressiyasına səbəb olduğunu göstərir. SNP məlumatlarının təhlili iki növ arasında divergent seçim altında potensial olaraq 28 lokus aşkar etdi. MtDNT introqresiyası və məhdud nüvə DNT introqresiyası birləşməsi təkrarlanan hibridləşmə hadisələrinə baxmayaraq müstəqil nəsillərin təkamül mexanizmini təmin edir. Bu araşdırma, yaxından əlaqəli növlər arasında gen axınının mövcudluğu şəraitində genetik fərqliliyin necə qorunub saxlanıla biləcəyini nümunə göstərən tədqiqatların getdikcə artmasına əlavə olunur.

Açar sözlər: RADSeq Tropik Şərq Sakit okean gen axını genomikası hibridləşmə mito-nüvə uyğunsuzluqlarının spesifikasiyası.


Giriş

Nəsillər arasında diversifikasiya dərəcələrində heterojenlik biomüxtəlifliyi formalaşdıran əsas amildir. Bununla belə, bu dəyişkənliyin altında yatan bioloji və ətraf mühit amilləri tam başa düşülməmişdir 1 . Adaptiv şüalanmalar bu amilləri öyrənmək üçün əsas tədqiqat sistemləridir, çünki onlar ekoloji uyğunlaşmaların müxtəlifliyini göstərən bir çox növlərin sürətli mənşəyi ilə xarakterizə olunur. Bu proses ekoloji və reproduktiv izolyasiya ilə əlaqəli əlamətlərdə yüksək səviyyəli irsi dəyişkənlik tələb edir. Bununla belə, adaptiv şüalanmalar çox vaxt ardıcıl növləşmə hadisələri 2 arasında yeni müvafiq mutasiyaların yaranması üçün çox sürətli olur və buna görə də daimi variasiyadan qaynaqlanma ehtimalı daha yüksəkdir. Növlər arasında hibridləşmə ani olaraq genetik dəyişkənliyi artıra bilər ki, bu da spesifikasiyanı və adaptiv şüalanmanı asanlaşdıra bilər 3,4,5,6,7,8,9.

Adaptiv şüalanma üzvləri arasında hibridləşmənin spesifikasiya hadisələrini potensial olaraq asanlaşdırmaq üçün təklif edilmişdir ki, bu fikir “sinqameon hipotezi” kimi tanınır 3 . Uyğunlaşma və ya reproduktiv təcriddə iştirak edən əlamətlərin daxil olması bir neçə adaptiv şüalanmanın üzvləri arasında nümayiş etdirilmişdir (məsələn, ev sahibinin yerdəyişməsi ilə əlaqəli əlamətlər). Rhagoletis meyvə milçəkləri 10 , qanad naxışları Heliconius kəpənəklər 11,12 və ya Darvinin ispinozlarında dimdik forması 13). Digər radiasiyalarda bəzi növlərin hibrid əcdadları təxmin edilmişdir, lakin daxil olan əlamətlər və növləşmə arasında birbaşa əlaqə əlavə sınaqlar gözləyir (məsələn, Tanqanyika göllərinin cichlid balıqları 14,15,16, Malavi 17, Viktoriya 18,19 və Barombi). Mbo 20).

Adaptiv şüalanmada hibridləşmənin bəlkə də daha əsas rolu ilə bağlı “sinqameon fərziyyəsindən” fərqli olaraq başqa bir fərziyyə fərqli nəsillər arasında hibridləşmənin bütöv bir adaptiv şüalanmanın başlanğıcına səbəb ola biləcəyi fikridir 3 . Belə hibridləşmə, allopatrik nəsillər ikinci dərəcəli əlaqəyə girdikdə 4 ümumi ola bilər və yeni mühitlərin kolonizasiyası zamanı hibridlərə qarşı seçim zəif ola bilər. Bu vəziyyətdə, hibrid sürünün formalaşması, ekoloji imkanla üst-üstə düşərsə, (i) seçim və həyat yoldaşı seçimi ilə üstünlük verilən yeni əlamət birləşmələrinə yenidən birləşə bilən funksional genetik variasiya təmin etməklə və (ii) genetik korrelyasiyaları pozmaqla adaptiv şüalanmanı sürətləndirə bilər. valideyn nəsillərinin təkamül qabiliyyətini məhdudlaşdıran 3 . Bundan əlavə, iki ana növ arasında reproduktiv izolyasiyanı təmin edən çoxlu sabit fərqlər hibrid sürüdə ayrılıb ayrıldıqda, hibridləşmə növləşməni asanlaşdıra bilər ki, uyğun olmayan gen birləşmələrinə qarşı seçim ikidən çox yeni reproduktiv cəhətdən təcrid olunmuş növlər yarada bilər 21,22,23.

Bu “uyğunlaşan şüalanmanın hibrid sürü mənşəli” fərziyyəsini yoxlamaq daha çətin olmuşdur. İndiyə qədər hibrid mənşəyi möhkəm şəkildə nümayiş etdirdiyi yeganə adaptiv radiasiya Şimali Amerikanın iki tarweed növü arasında allopoliploid hibrid populyasiyasından yayılan Havay gümüşləridir 24 . Gen və genomun duplikasiyası da adaptiv radiasiyanı asanlaşdırmaq üçün təklif edildiyindən 25, bu halda hibridləşmənin təsiri ilə gen və ya genomun təkrarlanmasının təsirlərini ayırd etmək çətindir. Bütün radiasiyaların hibrid sürü mənşəli ilə uyğun gələn sübutlar Alp ağ balıqlarında 26, Malavi gölünün cichlid balıqlarının radiasiyasının 'mbuna' qrupunda 27 və allopoliploid Havay endemik nanələrində 28,29 və ehtimal ki, digər poliploid radiasiyalarda tapılmışdır3. . Bununla belə, bu sistemlərdə hibridləşmənin radiasiya başlamazdan əvvəl və ya sonra baş verib-vermədiyi və hibridləşmədən əldə edilən polimorfizmlərin spesifikasiya və adaptiv diversifikasiyada rol oynayıb-oynamadığı yoxlanılmalıdır.

Viktoriya Gölü Regionu Çixlid balıqlarının super sürüsü (LVRS) təxminən 100-200 min il əvvəl şaxələnməyə başlayan Şərqi Afrikanın Viktoriya gölü və yaxınlıqdakı qərb rift gölləri ətrafındakı bölgəyə endemik olan 700 haplokromin cichlid növündən ibarət qrupdur 31,32,33, 34. Buraya bölgənin əsas göllərinin hər birində (Viktoriya, Edvard, Albert və Kivu gölləri) bir neçə adaptiv şüalanma daxildir. Onlardan ən böyüyü, son 15.000 ildə təkamül etmiş ən azı 500 endemik növü olan Viktoriya gölündədir 34,35,36 . Hər bir radiasiya yaşayış yerinin işğalı, trofik ekologiya, rəngləmə və davranışda böyük müxtəlifliyi ehtiva edir. Gənc yaşı 34,37 olmasına baxmayaraq, yüksək diversifikasiya dərəcəsi, eyni zamanda LVRS-də yüksək nüvə genomik variasiya radiasiyanın başlanğıcında böyük miqdarda daimi genetik variasiyanın mövcud olduğunu göstərir 2,3. LVRS və bir neçə çay cichlid növləri arasında filogenetik rekonstruksiyalarda sitonüvə uyğunsuzluğunu göstərən əvvəlki iş radiasiya əsasında fərqli növlər arasında qədim hibridləşmə ehtimalını artırdı, lakin bunu nümayiş etdirə bilmədi 37. İkincil təmasda hibridləşmə ehtimalı az deyil, çünki hətta milyonlarla il ərzində fərqli olan allopatrik cichlid növləri laboratoriyada asanlıqla məhsuldar nəsillər verir 38 .

Bütün əsas Afrika drenaj sistemlərindən və Viktoriya gölü bölgəsindəki bütün nəsillərdən olan nümayəndə növlərindən nümunə götürülmüş çay boyu haplokromin cichlidlərinin genomik məlumatlarından istifadə edərək, biz burada LVRS-nin hibrid sürüdən təkamül etdiyini nümayiş etdiririk. Bütün göl radiasiyaları Viktoriya gölü bölgəsində hibridləşmədən əvvəl bir milyon ildən çox müddət ərzində müxtəlif çay sistemlərində bir-birindən təcrid olunmuş şəkildə inkişaf etmiş iki uzaqdan əlaqəli haplokromin nəslindən əldə edilən qarışıq əcdadların çox oxşar nisbətlərini göstərir. Bu hibridləşmə hadisəsinin bir çox yeni növlərə rekombinasiya edilmiş və çeşidlənmiş genetik variasiya təmin etməklə sonrakı adaptiv şüalanmaya kömək etdiyinə dair sübutlar tapırıq. Valideyn nəsilləri arasında sabitlənmiş variantlar gənc Viktoriya gölü növləri arasında vurğulanmış fərqi göstərir, lakin müxtəlif növlərdə bir çox yeni birləşmələrdə görünür. Qeyd edək ki, Viktoriya gölü cichlids 39,40 arasında uyğunlaşma və spesifikasiyada iştirak edən bir opsin geninin iki əsas allel sinifinin hər biri, ehtimal ki, iki valideyn nəslindən birindən irəli gəlir. This indicates that a major part of the variation at this gene segregating in the LVRS stems from hybridization between these lineages. Our results suggest that hybridization between relatively distantly related species, when coincident with ecological opportunity, may facilitate rapid adaptive radiation. Thus, hybridization, even in the distant past, may have important implications for understanding variation in extant species richness between lineages as well as variation in recent rates of diversification.


Mücərrəd

Human genomes are diploid and, for their complete description and interpretation, it is necessary not only to discover the variation they contain but also to arrange it onto chromosomal haplotypes. Although whole-genome sequencing is becoming increasingly routine, nearly all such individual genomes are mostly unresolved with respect to haplotype, particularly for rare alleles, which remain poorly resolved by inferential methods. Here, we review emerging technologies for experimentally resolving (that is, 'phasing') haplotypes across individual whole-genome sequences. We also discuss computational methods relevant to their implementation, metrics for assessing their accuracy and completeness, and the relevance of haplotype information to applications of genome sequencing in research and clinical medicine.


6 CONCLUSIONS AND FUTURE PROSPECTS

Even in the relatively short time (

10 years) since genomic data have been applied to population genetic questions in nonmodel organisms, population genomics has already helped answer a wide variety of questions in the biology of wildlife species. There has been a relatively slow uptake of population genomics results in influencing policy decisions and wildlife management actions (Shafer et al., 2015 ), with a number of factors contributing to significant time lags: researchers learning how to apply population genomics in wildlife species, studies being completed through publication of results, communicating results and interpretation of genomic data to conservation practitioners, integrating genomic results into the many sources of information that influence policy decisions or conservation actions, etc. Nonetheless, a decade on, examples of direct connections between population genomics research and wildlife conservation actions are now rapidly accumulating (Walters & Schwartz, 2020 ). A remaining question, however, is whether population genomics can help stem the tide of cataclysmic biodiversity declines given the accelerating urgency of the problems.

Population genomics research is by nature intensive and focused on one or a few species. It has, therefore, been applied to wildlife species that are high-profile or of significant economic interest, such as captive populations or salmonid fish (Waples et al., 2020 ), although the decreasing costs of genomic studies and proliferation of resources such as reference genome assemblies have allowed these techniques to spread across taxa, and this trend will continue. Future directions include expanding the “omics” toolkit to include transcriptomics, epigenomics or proteomics, which may improve our understanding of adaptive capacity in wildlife populations and the role of gene expression, epigenetics and phenotypic plasticity in population fitness. There may also be a role for genetic engineering techniques in wildlife, such as gene therapy or gene drive approaches to cause alleles to spread in a population (Breed et al., 2019 Rode et al., 2019 ). In species that suffer from a well-understood, relatively simple genetic problem, it could be conceivable to use a “rescue drive” – an attempt to spread a favoured allele into a population to increase fitness (Rode et al., 2019 ). However, this approach carries numerous poorly understood risks, including the pitfalls associated with focusing management on a narrow set of genetic factors (Kardos & Shafer, 2018 ). Another approach is to use gene drive techniques to control or eradicate invasive species that negatively affect native wildlife (Rode et al., 2019 ). While invasive species can often require active management, and some level of risk may be acceptable compared to taking no action, the risks of such eradication or suppression drives are still poorly known.

A future need in conservation is to understand how population genomics tools can be applied more broadly beyond single focal species, for instance at the ecosystem level (Breed et al., 2019 ). One avenue is metagenomics or metabarcoding approaches, where genetic samples include multiple species, for instance with eDNA (Goldberg & Parsley, 2020 ). Population genomics focused on species that are central to ecosystem interactions may also reveal the community effects of genomic diversity (Hand et al., 2015 ). These may often be plants, such as the dominant tree species in a forest ecosystem in which many other species are affected by its genetics, and genomics tools can be important for seed sourcing in restoration efforts (Breed et al., 2019 ). In other cases, wildlife species may play a similar role.

The field of population genomics continues to change rapidly, with technological and analytical advances expanding the tools that are available in wildlife biology at the same time as the need for conservation knowledge and action becomes more urgent. While it may be very difficult to keep up to date with all of the changes, it is critical for both researchers and wildlife professionals to maintain a broad understanding of the population genomics tools that are available and to foster communication between wildlife scientists and practitioners.


Videoya baxın: İmmnünoloji nedir ve İmmünoloji ne anlama gelir? Prof. Dr. Hakan KARAGÖL (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Ingelbert

    He has gone to the forum and has seen this topic. Let him help you?

  2. Reid

    Yeri gəlmişkən, bu fikir lazımdır

  3. Tautaxe

    Giving Where can I read about this?

  4. Paavo

    Bu məsələ ilə bağlı çoxlu məlumatı olan sayta keçid axtara bilərəm.

  5. Abebe

    Düşünürəm ki, səhv edirsiniz. Bunu sübut edə bilərəm. PM-də mənə yaz.

  6. Aegelmaere

    the phrase Brilliant

  7. Camero

    aha təşəkkür edirəm!



Mesaj yazmaq