پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,232 |
| تعداد مقالات | 67,772 |
| تعداد مشاهده مقاله | 115,233,608 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 89,979,442 |
شناسایی رشته‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی ژن‌های مرتبط در شترهای تک‌کوهانه با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم | ||
| علوم دامی ایران | ||
| دوره 54، شماره 2، تیر 1402، صفحه 105-116 اصل مقاله (964.72 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijas.2022.340848.653883 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا خلخالی ایوریق1؛ نعمت هدایت* 2 | ||
| 1گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی ، اردبیل، ایران. | ||
| 2گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
| چکیده | ||
| مطالعات تنوع ژنتیکی و بررسی میزان همخونی در جمعیت‌های شتر امری ضروری و همچنین، گام اولیه برای طراحی برنامه های اصلاح نژادی در این گونه محسوب می‌شود. در این راستا، ابزارهای قدرتمندی مانند توالی‌یابی نسل بعد، امکان رمزگشایی اطلاعات کل ژنوم در این گونه را فراهم نموده است. با این انگیزه تحقیقاتی، هدف از پژوهش حاضر، شناسایی رشته‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی ژن‌های مرتبط در شترهای تک‌کوهانه با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم می‌باشد. بدین‌منظور، در مجموع از 12 داده ژنوم توالی‌یابی شده مربوط به شترهای ایرانی و غیرایرانی استفاده شد. پس از طی مسیر تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی شامل تعیین کیفیت، پیش‌پردازش داده، همترازی در ژنوم مرجع، شناسایی واریانت‌ها، فیلتر کیفی واریانت‌ها، در نهایت شناسایی نواحی ROH صورت پذیرفت. نتایج پژوهش حاضر منجر به شناسایی 549 (3/137 ناحیه به ازای هر نمونه) و 1356 (5/169 ناحیه به ازای هر نمونه) رشته هموزیگوت به ترتیب در ژنوم شترهای ایرانی و شترهای شبه‌جزیره عربستان گردید. نتایج حاصل از حاشیه‌نویس(annotation)، حضور ژن‌های مهم مرتبط با صفات باروری مانند FSHR و LHCGR در داخل رشته‌های هموزیگوت شترهای تک‌کوهانه ایرانی را نشان داد. همچنین، تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی هستی‌شناسی در مناطق رشته‌های هموزیگوت ژنومی شناسایی شده، حضور ژن‌های مهمی مانند CXCL9)، CXCL10، CXCL11 (مرتبط با عملکرد سیستم ایمنی)، (STBD1) (مرتبط با متابولیسم انرژی)، SCARB2) مرتبط با متابولیسم چربی و باروری) و SHROOM3) مرتبط با عملکرد سیستم کلیوی) بین هر دو جمعیت شترهای ایرانی و غیرایرانی را نشان داد. در نهایت، بعنوان جمع‌بندی به نظر می رسد عامل کنترل و پیدایش رشته‌های هموزیگوت در ژنوم شترها، انتخاب طبیعی برای سازگاری با محیط بیابان می‌باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| داده‌های ژنومی؛ شتر؛ توالی‌یابی نسل بعد | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Identification of genomic runs of homozygosity and investigation of related genes in the dromedary camels using whole-genome sequencing data | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Reza Khalkhali-Evrigh1؛ Nemat Hedayat2 | ||
| 1Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. | ||
| 2Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| essential, as well as, the first step for designing breeding programs in this species. In this regard, powerful tools such as next-generation sequencing technology have made it possible to decode the genome information in this species. Based on this research motive, the aim of the current study was to identify the genomic runs of homozygosity (ROH) and investigate related genes in dromedary camels using whole genome sequencing data. For this purpose, a total of 12 sequenced genomic data related to Iranian and non-Iranian dromedary camels were used. After bioinformatics analysis including quality assessment, data pre-preprocessing, alignment in the reference genome, and identification of variants, qualitative filter of variants, finally, ROH regions were identified. Based on the obtained results, 549 (137.3 regions per sample) and 1356 (169.5 regions per sample) ROH were identified in the genomes of Iranian dromedary camels and dromedaries from the Arabian Peninsula, respectively. The results of the annotation revealed that some important fertility-related genes such as FSHR and LHCGR are located in the ROH regions of Iranian dromedary camels. Also, investigation of gene ontology results revealed that some important genes including CXCL9, CXCL10 and CXCL11 (immune-related), STBD1 (related to energy metabolism), SCARB2 (related to lipid metabolism and fertility) and SHROOM3 (related to kidney function) are shared between Iranian and non-Iranian camels. Finally, as a summary, it seems that the controlling factor and the reason for the creation of ROHs in the genome of dromedary camels is natural selection to adapt to the desert environment. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Genomic data, Camel, Next-generation sequencing | ||
| مراجع | ||
|
Al-Hamedawi, T., AL-Mutar, H. A. K. & Al-Yasiri, E. (2017). Investigation of the polymorphism in FSHR gene associated with fertility in pregnant and non-pregnant Iraq buffaloes. Current Research in Microbiology and Biotechnology, 5(6), 1323-1327. Bertevello, P. S., Teixeira-Gomes, A. P., Seyer, A., Vitorino Carvalho, A., Labas, V., Blache, M. C., Banliat, C., Cordeiro, L. A. V., Duranthon, V., Papillier, P. & Maillard, V. (2018). Lipid identification and transcriptional analysis of controlling enzymes in bovine ovarian follicle. International Journal of Molecular Sciences, 19(10), 3261. Bolger, A. M., Lohse, M. & Usadel, B. (2014). Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics, 30(15), 2114-2120. Ceballos, F. C., Joshi, P. K., Clark, D. W., Ramsay, M. & Wilson, J. F. (2018). Runs of homozygosity: windows into population history and trait architecture. Nature Reviews Genetics, 19(4), 220-234. Chu, M. X., Guo, X. H., Feng, C. J., Li, Y., Huang, D. W., Feng, T., Cao, G. L., Fang, L., Di, R., Tang, Q. Q. & Ma, Y. H. (2012). Polymorphism of 5′ regulatory region of ovine FSHR gene and its association with litter size in Small Tail Han sheep. Molecular Biology Reports, 39(4), 3721-3725. Chung, P. Y. J., Beyens, G., Riches, P. L., Van Wesenbeeck, L., De Freitas, F., Jennes, K., Daroszewska, A., Fransen, E., Boonen, S., Geusens, P. & Vanhoenacker, F. (2010). Genetic variation in the TNFRSF11A gene encoding RANK is associated with susceptibility to Paget's disease of bone. Journal of Bone and Mineral Research, 25(12), 2592-2605. Colvin, R. A., Campanella, G. S., Sun, J. & Luster, A. D. (2004). Intracellular domains of CXCR3 that mediate CXCL9, CXCL10, and CXCL11 function. Journal of Biological Chemistry, 279(29), 30219-30227. Cory, A. T., Price, C. A., Lefebvre, R. & Palin, M. F. (2013). Identification of single nucleotide polymorphisms in the bovine follicle‐stimulating hormone receptor and effects of genotypes on superovulatory response traits. Animal Genetics, 44(2), 197-201. Danecek, P., Auton, A., Abecasis, G., Albers, C.A., Banks, E., DePristo, M. A., Handsaker, R. E., Lunter, G., Marth, G. T., Sherry, S. T. & McVean, G. (2011). The variant call format and VCFtools. Bioinformatics, 27(15), 2156-2158. Fitak, R.R., Mohandesan, E., Corander, J., Yadamsuren, A., Chuluunbat, B., Abdelhadi, O., Raziq, A., Nagy, P., Walzer, C., Faye, B. & Burger, P.A. (2020). Genomic signatures of domestication in Old World camels. Communications Biology, 3(1), 1-10. Gorssen, W., Meyermans, R., Janssens, S. & Buys, N. (2021). A publicly available repository of ROH islands reveals signatures of selection in different livestock and pet species. Genetics Selection Evolution, 53(1), 1-10. Guo, X., Li, Y., Chu, M., Feng, C., Di, R., Liu, Q., Feng, T., Cao, G., Huang, D., Fang, L. & Tang, Q. (2013). Polymorphism of 5’regulatory region of caprine FSHR gene and its association with litter size in Jining Grey goat. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences, 37(5), 497-503. Holl, H., Isaza, R., Mohamoud, Y., Ahmed, A., Almathen, F., Youcef, C., Gaouar, S., Antczak, D.F. & Brooks, S. (2017). A frameshift mutation in KIT is associated with white spotting in the Arabian camel. Genes, 8(3), 102. Kirin, M., McQuillan, R., Franklin, C. S., Campbell, H., McKeigue, P. M. & Wilson, J. F. (2010). Genomic runs of homozygosity record population history and consanguinity. PloS one, 5(11), p.e13996. Kjærner-Semb, E., Ayllon, F., Furmanek, T., Wennevik, V., Dahle, G., Niemelä, E., Ozerov, M., Vähä, J. P., Glover, K. A., Rubin, C. J. & Wargelius, A. (2016). Atlantic salmon populations reveal adaptive divergence of immune related genes-a duplicated genome under selection. BMC Genomics, 17(1), 1-12. Khalkhali-Evrigh, R., Hafezian, S. H., Hedayat-Evrigh, N., Farhadi, A. & Bakhtiarizadeh, M. R. (2018). Genetic variants analysis of three dromedary camels using whole genome sequencing data. PloS one, 13(9), p.e0204028. Khalkhali-Evrigh, R., Hedayat-Evrigh, N., Hafezian, S. H., Farhadi, A. & Bakhtiarizadeh, M. R., (2019). Genome-wide identification of microsatellites and transposable elements in the dromedary camel genome using Whole-Genome sequencing data. Frontiers in Genetics, p.692. Khalkhali-Evrigh, R., Hedayat, N., Ming, L., & Jirimutu. (2022). Identification of selection signatures in Iranian dromedary and Bactrian camels using whole genome sequencing data. Scientific Reports, 12(1), 1-10. Li, H. & Durbin, R. (2009). Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics, 25(14), 1754-1760. Matsuura, R., Hiraishi, A., Holzman, L. B., Hanayama, H., Harano, K., Nakamura, E., Hamasaki, Y., Nangaku, M. & Noiri, E., (2020). SHROOM3, the gene associated with chronic kidney disease, affects the podocyte structure. Scientific Reports, 10(1), 1-11. McKenna, A., Hanna, M., Banks, E., Sivachenko, A., Cibulskis, K., Kernytsky, A., Garimella, K., Altshuler, D., Gabriel, S., Daly, M. & DePristo, M. A. (2010). The Genome Analysis Toolkit: a MapReduce framework for analyzing next-generation DNA sequencing data. Genome Research, 20(9), 1297-1303. McQuillan, R., Leutenegger, A.L., Abdel-Rahman, R., Franklin, C.S., Pericic, M., Barac-Lauc, L., Smolej-Narancic, N., Janicijevic, B., Polasek, O., Tenesa, A. & MacLeod, A. K. (2008). Runs of homozygosity in European populations. The American Journal of Human Genetics, 83(3), 359-372. Minegishi, T., Nakamura, K., Yamashita, S., Ikeda, S. & Kogure, K. (2008). Regulation of human luteinizing hormone receptor in the ovary. Reproductive Medicine and Biology, 7(1), 11-16. Ming, L., Yuan, L., Yi, L., Ding, G., Hasi, S., Chen, G., Jambl, T., Hedayat-Evright, N., Batmunkh, M., Badmaevna, G.K. & Gan-Erdene, T. (2020). Whole-genome sequencing of 128 camels across Asia reveals origin and migration of domestic Bactrian camels. Communications Biology, 3(1), 1-9. Müller, M., Carter, S., Hofer, M.J. & Campbell, I. L. (2010). the chemokine receptor CXCR3 and its ligands CXCL9, CXCL10 and CXCL11 in neuroimmunity–a tale of conflict and conundrum. Neuropathology and Applied Neurobiology, 36(5), 368-387. Nakatsuka, K., Nishizawa, Y. & Ralston, S. H. (2003). Phenotypic characterization of early onset Paget's disease of bone caused by a 27‐bp duplication in the TNFRSF11A gene. Journal of Bone and Mineral Research, 18(8), 1381-1385. Purcell, S., Neale, B., Todd-Brown, K., Thomas, L., Ferreira, M.A., Bender, D., Maller, J., Sklar, P., De Bakker, P. I., Daly, M. J. & Sham, P. C. (2007). PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. The American Journal of Human Genetics, 81(3), 559-575. Purfield, D. C., McParland, S., Wall, E. & Berry, D. P. (2017). The distribution of runs of homozygosity and selection signatures in six commercial meat sheep breeds. PLoS One, 12(5), p.e0176780. Quinlan, A.R. & Hall, I. M. (2010). BEDTools: a flexible suite of utilities for comparing genomic features. Bioinformatics, 26(6), 841-842. Simoni, M., Gromoll, J. & Nieschlag, E. (1997). The follicle-stimulating hormone receptor: biochemistry, molecular biology, physiology, and pathophysiology. Endocrine Reviews, 18(6), 739-773. Sun, T., Yi, H., Yang, C., Kishnani, P. S. & Sun, B. (2016). Starch binding domain-containing protein 1 plays a dominant role in glycogen transport to lysosomes in liver. Journal of Biological Chemistry, 291(32), 16479-16484. Widmer, S., Seefried, F. R., von Rohr, P., Häfliger, I. M., Spengeler, M. & Drögemüller, C. (2021). A major QTL at the LHCGR/FSHR locus for multiple birth in Holstein cattle. Genetics Selection Evolution, 53(1), 1-15. Zhao, H., Tang, M., Liu, M. & Chen, L. (2018). Glycophagy: An emerging target in pathology. Clinica Chimica Acta, 484, 298-303. Zhou, J., Du, J., Yue, S., Xue, B., Wang, L., Peng, Q. & Xue, B. (2021). N-carbamylglutamate promotes follicular development by modulating cholesterol metabolism in Yak ovaries. Agriculture, 11(9), 825. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 176 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 244 |
||