Оршил
Энэ дадлагын ажлаар NCBI-ийн хүний геномын бүрдлийн мэдээллийн санг (NCBI’s human genome assembly) ашиглан өвчний генийг таних аргад суралцана. Хүний геномын бүрдлийн мэдээллийн санг геномын нэгдсэн зураг (integrated maps), өвчний тухай ном, зохиол ба генийн экспрессийн мэдээллийн (expression information) өгөгдлийн сангуудтай хослуулан өвчний генийг судлахад ашигладаг.
Асуудал: Лабораторид гемохроматоз (цусан дахь төмрийн илүүдэл; hemochromatosis) өвчтөнөөс генийн экспрессийн мэдээллийг агуулсан EST library (Expressed Sequence Tag) гарган авав. Өвчний шинж тэмдгийн (фенотип) шалтгаан болж байгаа генийг танихыг хүсэв.
Дараах алхмын дагуу дээрх асуудлыг шийдэх болно:
А. EST–ийг хүний геномтой харьцуулна (BLAST-ыг ашиглан).
Б. EST–тэй харьцуулагдсан генийг таниж дарааллыг нь татаж авна (Genome Data Viewer-ийг ашиглан).
В. EST-д мэдэгдэж байгаа нэг нуклеотидийн өөрчлөлтийг (Single Nucleotide Polymorphism) агуулж байгаа эсэхийг шалгана. (dbSNP–ийг ашиглан).
Г. Өвчний шинж тэмдгийн (фенотип) шалтгаан болж байгаа генийн мутаци байгаа эсэхийг тодорхойлно (OMIM-ийг ашиглан).
А. EST–ыг хүний геномтой харьцуулах
Ямар нэгэн EST дэх генийн экспрессийг тодорхойлох нэг арга бол EST-ийг хүний геномын бүрдэлтэй харьцуулах юм. Үүнийг хийхдээ BLAST програмын Humanхувилбарыг ашигладаг.
Дараах EST–ын дарааллыг хуулж BLAST програмын дараалал оруулах хэсэгт хуулна. Өгөгдлийн сангийн сонголтыг “Genome (GRCh37.p13 reference assembly top-level)”-ээр хий.
Сонирхож буй дараалал:
>EST_sequence
TGCCTCCTTTGGTGAAGGTGACACATCATGTGACCTCTTCAGTGACCACTCTACGGTGTCGGGCCTTGAACTACTACCCCCAGAACATCACCATGAAGTGGCTGAAGGATAAGCAGCCAATGGATGCCAAGGAGTTCGAACCTAAAGACGTATTGCCCAATGGGGATGGGACCTACCAGGGCTGGATAACCTTGGCTGTACCCCCTGGGGAAGAGCAGAGATATACGTACCAGGTGGAGCACCCAGGCCTGGATCAGCCCCTCATTGTGATCTGGG
BLAST-ын мэдээллээс хромосомын мэдээллийг мэднэ. Энд 100% төсөөтэй геномын дараалал байна уу? Хоёр дарааллуудын хоорондох байрлал болон нуклеотидын ялгааг тэмдэглэж ав.
Б. MapViewer-ийг ашиглан EST –тэй харьцуулагдсан генийг таниж дарааллыг нь татаж авна
BLAST-ийн үр дүнгийн Alignment хуудасны хоёр дарааллын харьцуулалтын хойно байрлах “Genome Data View” товч дээр дарж BLAST хайлтын үр дүнгийн геном дахь мэдээллийг харна. Бидний ашиглаж буй EST буву Query_xxxxx (саарал өнгөөр ялгагдана) нь хүний геномын дарааллын ямар гентай харьцуулагдаж байна вэ?
Дараа нь NC_00006 холбоос дээр дарж геномын зураглалыг харна. Үндсэн дэлгэц дээр Contig, Model, RefSeq RNA ба Genes_seq гэсэн 4 өөр зураг үзүүлсэн байгаа. Аль нэг нь мастер зураг байх ба бусад нэрийн арын сум дээр дарж мастер зураг болгон сонгож болно. Жишээ нь мастер зургаар Genes_Seq-ыг сонговол генийн нэрүүд болон бусад өгөгдлийн сангийн холбоосууд дэлгэцэнд гарч ирнэ. Мөн мастер зургийн зураас дээр хулганы баруун товчийг дарж харагдах хэмжээг (Zoom) тохируулдаг.
Contig зургийн хэсэгт орших улаан зураасаар HFE ген юм. Genes_seq зургийн арын сум дээр дарж мастер болгон сонгож HFE–ийн “dl” холбоосыг дараж үүссэн дэлгэц дээр HFE генийн байрлалыг бичиж Display дээр дарвал тухайн генийн дарааллыг харуулна. (Change region shown хэсэгт HFE генийн байрлалыг сонго).
В. EST-д мэдэгдэж байгаа SNP агуулж байгаа эсэхийг тодорхойлно
Map Viewer програмруу буцаж Maps and Options зэсийг сонго. Genes_seq–ээс бусад зургийн сонголтыг арилгаж Sequence maps хэсгийн Variation –ийг сонгож арын нэмэх тэмдгийг дарж дараа нь OK товчийг дар.
Үр дүнгийн дэлгэц дээр Variation зургийг мастер болгон сонго. Улаан зураас дээр дарж дэлгэцэнд харагдах хэмжээг тохируул. Энэ генийн хэсэгт 2 SNP байгаа ба тэдний нэг нь rs1800562–ыг сонго (нөгөө нэг нь rs4986950 байна). NT_007592 дугаартай контигийн 26093141 байрлал дээрх нуклеотид A/G гэсэн SNP-тэй байгаа нь Fasta sequence олон Integrated maps хэсгээс харж болно.
Эхний алхмаар тодорхойлсон байрлалтай адил уу? Үр дүнгийн хуудсаас NM_000410 мРНХ-ээр экспресслэгдсэн уургийн цистейн 282 тирозин мутацтай байгааг тэмдэглэн авна.
Г. Өвчний шинж тэмдгийн (фенотипийн) шалтгаан болж байгаа генийн мутаци байгаа эсэхийг тодорхойлно
Map Viewer програмруу буцаж Phenotype зургийг мастер болгон сонго. HFE холбоос дээр дарж гемохроматоз өвчний *613609 дугаартай OMIM өгөгдлийн сангийн тэмдэглэлийг гарга. Ямар мутаци гемохроматоз өвчиний шинж тэмдэгтэй холбоотой байгаа нь дэлгэрэнгүй гарч ирнэ. Allelic Variant–ийн View list дээр дарж өвчтөнүүдээс авсан уургийн мутацийн мэдээллийг авна. Cys282Tyr мутаци жагсаалтат байна уу? Хэрэв байгаа бол ямар шинж тэмдэгтэй холбоотой байна вэ?
Эцэст нь өөрийн дүгнэлтийг бич.