تجزيۀ تبارزايي و تكاملي توالي نوكلئوتيدي جايگاه ژن FASN

Phylogenetic and evolutionary analysis of nucleotide sequence of FASN gene

در اين بررسي به‌منظور آگاهي از روند تكاملي و مولكولي توالي نوكلئوتيدي جايگاه ژن FASN در پستانداران شمار 38 رأس گاو هلشتاين شيري (18 رأس كم توليد و 20 رأس پر توليد) انتخاب و خون‌گيري از وريد دمي آن‌ها انجام شد. استخراج DNA از خون كامل به روش فنول-كلروفرم صورت گرفت. واكنش زنجيره­اي پليمراز براي افزايش قطعۀ 750 جفت بازي واقع در ناحيۀ اگزون 37 تا 39 جايگاه ژن FASN با استفاده از جفت آغازگرهاي اختصاصي انجام گرفت و محصول PCR تعيين توالي شدند. توالي نوكلئوتيدي جايگاه ژن FASN در جمعيت مورد بررسي با ديگر توالي­ هاي DNA جايگاه يادشده در پستانداران بر پايۀ جستجو در بانك اطلاعاتي ژنگان يا ژنوم (NCBI) به‌دست‌آمده و هم­ تراز شدند. درصد جانشيني و جايگزيني نوكلئوتيدها با استفاده از روش بيشترين درست نمايي و همچنين ترسيم درخت تبارزايي (فيلوژنتيك) و تعيين روند انتخاب طبيعي به روش اتصال-همسايگي NJ (Neighbor- Joining) و UPGMA با نرم‌افزارهاي MEGA6 و Dnasp5.1 انجام گرفت. نتايج به‌دست‌آمده از بررسي‌هاي داده‌هاي زيستي (بيوانفورماتيك) نشان داد، در درصد جانشيني در بازهاي پورين بيشتر از بازهاي پيريميدين بود. ميزان عددي نسبت جايگزيني dN/dS در مقايسۀ توالي جايگاه ژن FASN در بين دو گروه گاوهاي شيري پر توليد و كم توليد و همچنين در مقايسه با ديگر گونه­ ها به ترتيب برابر با 1/16 و 1/12 محاسبه شدند كه نشان‌دهندۀ انتخاب مثبت در فرآيند تكامل اين ژن است. درخت تبارزايي براي ژن يادشده در موجودهاي مختلف نشان داد، كه در دستۀ پستانداران بوفالو و گاوميش، گربه و يوزپلنگ خويشاوندي بيشتري دارند (98%، 57%). نتايج نشان مي­دهد، تفرق و انتخاب در طي ساليان متمادي سبب به وجود آمدن رقم­ هاي جديد، پروتئين­ هاي جديد و از سويي سبب تثبيت عملكرد آن‌ها در طي روند تكامل و پيشرفت در جهت خالص ­سازي عملكرد آن‌ها شده است.

In the this research, 38 Holstein dairy cows (18 heads low production and 20 heads high-production) were selected randomly and blood samples were taken their from tail vein. DNA was extracted from whole blood with phenol-chloroform. PCR amplification of 750bp from 37 to 39 exons of FASN gene was performed using one pairs of special primers. Sequencing of the amplified region was performed by the Sanger method. Sequence data of other species was achieved and aligned by searching its genome database (NCBI). The nucleotide substitution rate of the sequences and molecular evolution of the FASN were calculated by maximum likelihood and neighbor-joining method, respectively and phylogenetic tree was constructed. Evolutionary and phylogenetic tree analysis was performed using MEGA6 and Dnasp5.1 software's. Bioinformatics analysis results showed that the substitution percentage of purines was more than pyrimidine nucleotides. The numerical value of dN/dS in two groups of dairy cow and in comparison with that of other species were 1.16 and 1.12, respectively which indicating positive selection during evolution of this gene. Phylogenetic tree for the FASN gene in mammals shows close relationship between Buffalo and Bison, as well as Cats and Cheetahs (%98 and %57, respectively).The results show that over the years segregation and selection of new varieties, resulted in the development of new varieties, new proteins and also stabilizes their performance during the evolution and advance progress toward their performance has been purified.