رمزينه‌گذاري داكسي ريبونوكلئيك اسيد (Barcoding DNA): افقي جديد در شناسايي مولكولي قارچ‌هاي پاتوژن (مقاله مروري)

An overview on DNA barcoding: a new horizon in fungal molecular diagnostics

چكيده تعداد گونه‌هاي قارچي موجود حدود 1/5 ميليون عدد برآورد شده است كه تا امروز كمتر از 10 درصد آنها توصيف شده‌اند. با پيشرفت‌هاي اخير در زيست‌شناسي مولكولي و توسعه فناوري‌هايي مثل توالي‌يابي ژني و ژنومي، كشف و شناسايي گونه‌هاي جديد در گروه‌هاي مختلف موجودات زنده به‌ويژه قارچ‌ها روند افزايشي به خود گرفته است. با توجه به ناكارآمدي روش‌هاي مبتني بر ريخت‌شناسي براي شناسايي گونه‌هاي قارچي، استفاده از تكنيكهاي جديد مبتني بر داده‌هاي DNA جايگاه خاصي را در شناسايي سريع و دقيق گونه‌هاي قارچي پيدا كرده است. رمزينه‌گذاري يا باركد‌گذاري DNA در مركز ثقل راهكارهاي نوين براي شناسايي قارچ‌ها واقع شده است و از سابقه 10 ساله در شناسايي قارچ‌ها و شبه ‌قارچ‌ها برخوردار مي‌باشد. ناحيه فاصله ‌انداز بين ژني اپرون RNA ريبوزومي (ITS- rDNA) به عنوان يك رمزينه يا باركد مناسب مورد توجه قرار گرفته است. كارآيي داده‌هاي توالي ناحيه ITS-rDNA در شناسايي اغلب گروه‌هاي قارچي باعث شده است كه استفاده از اين ناحيه به عنوان رمزينه استاندارد در شناسايي قارچ‌ها مورد توافق قارچ‌شناسان قرار گيرد. با وجود اين به نظر مي‌رسد كه ناحيهITS-rDNA به عنوان رمزينه اوليه براي شناسايي قارچ‌ها در حد جنس و يا گروه گونه‌اي مورد استفاده واقع شود و شناسايي دقيق در حد گونه بسته به گروه قارچي مورد مطالعه بر اساس رمزينه‌هاي ثانويه انجام شود. با عنايت به طبيعت پلئومورفيك قارچ‌ها استفاده از رمزينه‌گذاري DNA براي شناسايي قارچ‌ها از درجه اهميت بالاتري برخوردار مي‌باشد و در اين راستا تاكنون صدها هزار توالي رمزينه مرجع براي هزاران گونه از موجودات زنده از طريق پروژه‌هاي رمزينه‌گذاري DNA ايجاد شده است و تلاش‌هاي بعدي دانشمندان در راستاي مديريت داده‌هاي رمزينه و اتوماتيزاسيون رمزينه‌گذاري DNA جهت تسريع فرآيند شناسايي توسط كاربران نهايي خواهد بود.

ABSTRACT Total number of fungal species has been estimated over 1.5 million, of which less than 10 percent have formally been described. Advances made in molecular biology, development of gene and genome sequence technologies, discovery and description of new species among different clusters of life, especially fungi, has been accelerated. With respect to the failure of morphological-based species recognition methods for fungi identification, use and application of DNA based identification methods have assumed great importance for rapid and accurate identification of fungal species. DNA barcoding is of central importance among the new approaches for the identification of fungi and pseudo fungi and has been used during the last 10 years. For fungi, the internal transcribed spacer region of ribosomal DNA (ITS-rDNA) has become an appropriate barcode. Efficacy of ITS-rDNA sequence data in successful identification of fungal species has resulted in general agreement among mycologists to use ITS-rDNA region as a gold standard barcode for fungi. However, it seems that ITS-rDNA region will be used as the primary barcode for identification of fungal species and accurate identification will further be performed by use of sequence data from the other genomic loci as secondary barcodes. Considering the pleomorphic nature of the fungi, use of DNA barcoding has assumed higher importance. Hundreds of thousands of reference barcodes have been generated for a great number of species by DNA barcoding projects. Scientists now are facing new challenges for barcode data management, facilitation and acceleration in species identification process using DNA barcodes by the end-users through automation of DNA barcoding system.