نام پژوهشگر: ریحانه سیفی مورودی

آنالیز بیوانفورماتیکی مسیرهای ژنتیکی مرتبط با صفات رفتاری در سگ سانان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1392
  ریحانه سیفی مورودی   علی اکبر مسعودی

امروزه مطالعه ژنتیکی خصوصیات رفتاری در سگ ها اهمیت بسزایی دارد، هر چند اطلاعات زیادی در رابطه با ژن های کنترل کننده رفتار، خصوصا یادگیری و حافظه، در سگ سانان در دسترس نمی باشد. لذا در تحقیق حاضر ابتدا با کاوش در داده های زیستی و متون علمی موجود، چنین ژن هایی در موش، رت و سایر جانداران یافت شد. اما از آنجا که صرف وجود یک ژن در گونه های مختلف نشان دهنده عملکرد یکسان آن ژن، در آن گونه ها نیست، ابتدا با بررسی و انجام آنالیز هایی در پایگاههای اطلاعاتی متعددی همچون ncbi، uniprot، interpro، kegg، quick go و psort پروتئین های کد شونده توسط این ژن ها در سگ ردیابی شدند و سپس به بررسی خانواده پروتئینی، دومین ها، پروسه های بیولوژیکی، عملکرد مولکولی، موقعیت سلولی و مسیر های متابولیسمی مرتبط با این پروتئین ها پرداخته شد. نتیجه تحقیق نشان داد که تعداد ی از این پروتئین-ها در گونه مورد نظر و سگ دارای دومین های یکسان و موقعیت سلولی یکسان بوده و همچنین در مسیر متابولیسمی یکسانی شرکت دارند. به این ترتیب پیش بینی می شود که این ژن ها در صورت بیان در بافت اصلی کنترل رفتار یادگیری (هیپوکمپوس)، در یادگیری و حافظه در سگ موثر باشند. سپس به منظور بررسی بیان این ژن ها در ناحیه هیپوکمپوس سگ، تمامی این ژن ها در geo profileبررسی شدند و اطلاعات موجود نشان داد که سه ژن bdnf، cck و tac1 در بافت فوق بیان داشته و بنابراین در میان ژن های بررسی شده، این سه ژن به طور حتم از ژن های کاندید مرتبط با یادگیری و حافظه سگ هستند که می توانند مورد بررسی بیشتر قرار گیرند، به همین خاطر به آنالیز ژنی و پروتئینی آن ها پرداخته شد. در بخش دوم تحقیق، توالی های نوکلئوتیدی مربوط به این 3 ژن در سگ و 6 گونه دیگر از بانک اطلاعاتی ncbi بدست آمد و مرتب شد. نتایج سینتنی نشان داد بخشی از قطعه کروموزومی حاوی ژن bdnf و ژن های پیرامون آن در سگ معادل همان بخش در سایر گونه های بررسی شده (گاو، رت، موش، میمون و شامپانزه) به جز انسان می باشد. در مورد بخشی از قطعه کروموزومی حاوی ژن cck و ژن tac1 در سگ و سایر گونه ها، سینتنی کامل دیده می-شود. درخت فیلوژنی و تکامل مولکولی توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی با استفاده از روش neighbor-joining با بکارگیری نرم افزارهای clustalx2 و r رسم شد. آنالیز فیلوژنی توالی نوکلئوتیدی هر سه ژن نتایج یکسانی را نشان داد که توالی نوکلئوتیدی سگ و گاو شباهت بیشتری با یکدیگر داشته و با فاصله اندکی از سایر توالی ها در گونه های دیگر قرار دارند. آنالیز فیلوژنی توالی پروتئینی هر سه ژن نشان دهنده شباهت زیاد این سه ژن در گونه های بررسی شده با یکدیگر است، هرچند در دو ژن bdnf و tac1 توالی پروتئینی سگ و رت و در ژن cck توالی پروتئینی سگ و گاو شباهت بیشتری به یکدیگر نشان دادند. ناحیه پروموتر با استفاده از promoter 2.0 prediction پیش بینی شد و سپس آنالیز پروموتر با استفاده از tess و match صورت گرفت، در ادامه نیز متیلاسیون ناحیه پروموتری در هر سه ژن مورد بررسی قرار گرفت. به این ترتیب آنالیز پروموتر ژن bdnf در سگ، فاکتور های رونویسی nkx2-5، rfx1، hnf-4، evi-1 و hnf-3beta را مشخص کرد که در این بین، ناحیه قرار گیری فاکتور رونویسی hnf-4 به دلیل قرار گرفتن در سایت cpg در معرض متیلاسیون قرار دارد و نیز برای ژن tac1 در سگ فاکتور های رونویسی hnf-1، oct-1، pax-4 و pax-6 و برای ژن cck فاکتورهای رونویسی ap-1 و c-rel آشکار شد که هیچ یک از نواحی اتصال فاکتور های رونویسی مربوط به پروموتر این دو ژن در سگ، در سایت های cpg یافت شده قرار ندارد. آنالیز پروتئینی هر یک از این سه ژن در گونه های یاد شده، نشان داد که این سه ژن در هر هفت گونه مورد بررسی عملکرد یکسانی دارند. در انتها به منظور تعیین فشار انتخاب برای هر یک از این سه ژن نسبت dn/ds توسط نرم افزار dnasp5 محاسبه شد که برای ژن های bdnf، tac1 و cck به ترتیب مقدار عددی 0/0426، 0/814و 0/844 نشان دهنده انتخاب خالص در طی تکامل این ژن ها در این گونه ها می باشد. بنابراین بررسی ساختار و میزان بیان ژن های کاندیدای فوق در بافتهای مرتبط با یادگیری در جمعیت سگهای پلیس و بومی کشور جهت معرفی آنها بعنوان کاندید سگ پلیس در تحقیقات تکمیلی باید مد نظر قرار گیرد.