Erciyes Üniv Vet Fak Derg 1(1) 1- Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2 ) … · 2016-12-29 · 137 Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2 ) 135-142, 2013 N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL mektedir. Ancak

135

Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013 N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL

Sığırlarda Kopya Sayısı Değişimleri (KSD) ve KSD BelirlemedeKullanılan Yöntemler

Nüket BİLGEN, Okan ERTUĞRULAnkara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Genetik Anabilim Dalı, Ankara-TÜRKİYE

Özet: DNA varyasyonlarının belirlenmesini amaçlayan çalışmalar çiftlik hayvanları genetiğinde en önemli araştırmaalanlarından birini oluşturmaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte DNA varyasyonlarının belirlenmesi için yeni teknikler degeliştirilmekte ve özellikle çiftlik hayvanlarında kantitatif karakterlerin biyolojisini anlamaya yönelik genom çalışmalarıhız kazanmaktadır. Bu varyasyonlardan birisi olan kopya sayısı değişimi (KSD) sığırlarda yaygın olarak çalışılmayabaşlanmış ve ekonomik öneme sahip çeşitli karakterlerle ilişkilendirilmiştir. Bu derlemede sığırlarda kopya sayısı deği-şimlerinin önemi ve sığır genomunda yer alan kopya sayısı değişimlerinin belirlenmesinde kullanılan yöntemler hakkın-da bilgi verilmesi amaçlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Karşılaştırmalı genom analizi, kopya sayısı değişimi, sığır genomu, tekli nükleotit polimorfizmi

Copy Number Variation (CNV) in Cattle and Methods Used for CNV Determination

Summary: Studies aiming the identification of DNA variations are one of the most important research areas in farmanimal genetics. New techniques are being developed for the determination of DNA variations and especiallygenome-wide studies to understand the biology of quantitative characters in farm animals are gaining momentum.Copy Number Variations (CNV) are studied widely and associated with various characters that are economicallyimportant. This review is intended to explain the importance of copy number variation (CNV) in cattle and to provideinformation on the determination methods of CNVs in cattle genome.

Key Words: Cattle genome, comparative genomic hybridization analysis, copy number variation, single nucleotidepolymorphism

Giriş

Çiftlik hayvanlarında süt ve et verimi, hastalıklaradirençlilik, hastalıklara duyarlılık gibi fenotipik var-yasyon gösteren karakterlerin ortaya çıkmasındaetkili olan genetik mekanizmanın anlaşılması ve bukarakterlerle ilgili gen ve/veya genlerin ortaya kon-ması genetik varyasyon çalışmalarıyla yapılmakta-dır. Bu amaçla yapılan çalışmalarda sıklıkla mikro-satelitler (1) ve tekli nükleotit polimorfizmleri (25)kullanılırken son yıllarda kopya sayısı değişim var-yasyonları ve segmental duplikasyonlar da kulla-nılmaya başlanmıştır.

Kromozomlarda yapısal varyantların oluşmasıylailgili olarak iki durumdan söz edilebilir. Bunlardanilki mayoz bölünmenin birinci profazında meydanagelen krosover sırasında kromozomlar arasındaeşit olmayan parça değişimi sonucunda, ikincisiise krosover dışında kromozomlarda parça yitimiya da kazanımı sonucunda oluşmaktadır. Kromo-zomlardaki bu yapısal varyantlara ‘Delesyon’,

‘Duplikasyon’, ‘İnversiyon’ ve ‘Translokasyon’ adıverilmektedir (5-7). Bu varyantlar genellikle mikros-kopla görüntülenebilecek kadar büyük olabilmekte-dir. Genom-tarama dizin teknolojileri ve karşılaştır-malı DNA dizi analizleri genomdaki yapısal var-yantlar ile kromozomlarda daha önce tanımlanma-mış farklı yapısal varyantların belirlenmesini sağla-mıştır. Bu varyantlar mikroskobik olarak gözlenebi-len segmentlerden küçük ama geleneksel dizi ana-lizleri ile kolayca belirlenen varyasyonlardan dahabüyük olabilmektedir. Bu varyantlar Kopya SayısıDeğişimi (KSD), Kopya Sayısı Polimorfizmi (KSP),Segmental Duplikasyonlar (SD) ve segmental uni-parental dizomiler olarak sayılabilir (8,18). Seg-mental duplikasyonlar (SD) aynı zamanda “TekrarSayısında Azalma” olarak da isimlendirilmektedir.Uniparental dizomi; diploid bir bireyde homologkromozom çiftinin yalnızca bir ebeveynden aktarıl-masıyken (26), segmental uniparental dizomi, kro-mozomun sadece bir kısmının tek bir ebeveyndenaktarılmasıdır (8,18). Segmental duplikasyonlar isehaploid bir genomda 2 ya da daha fazla sayıdatekrar eden ve tekrarların kendi içlerinde %90’danfazla benzerlik gösterdiği 1kb’dan küçük DNA seg-mentleridir. Segmental duplikasyonlar genomda

Geliş Tarihi/Submission Date : 09.11.2012Kabul Tarihi/Accepted Date : 22.04.2013

Erciyes Üniv Vet Fak Derg 1(1) 1- Olgu SunumuJ Fac Vet Med Univ Erciyes 1(1) 1- Case ReportERCİYES ÜNİVERSİTESİ VETERİNER FAKÜLTESİ DERGİSİ

Journal of Faculty of Veterinary Medicine, Erciyes UniversityDerleme / Review ArticleDerleme / Review Article

10(2), 13510(2), 135--142, 2013142, 2013

136

Sığırlarda kopya sayısı değişimleri ... Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013

DNA parçalarının rastgele farklı kromozomlar üze-rine yerleşmesi sonucunda oluşmaktadır (3). Sığırgenomunda SD’lerin bölgesel dağılımı özellikleyaygındır. Kromozomlar arası duplikasyonlarınçoğu rastgele kümeler halinde ya da 1Mb mesafeiçerisinde inversiyon duplikasyonları şeklinde orga-nize olmuşlardır. Sığır genomunda belirlenen 21adet 300kb’dan büyük SD’lerden 12 adedi bilinengenler ile örtüşmektedir. Ayrıca kromozomlar arasıSD’ler de sığır genomunda yaygındır (23). Seg-mental duplikasyonlar kopya sayısı değişimleri ilesonuçlanabilmektedir. Genom boyu analizi sağla-yan teknikler ile keşfedilen, 1kb’dan 3Mb’a kadardeğişen büyüklüklerde olan ve referans genomdanfarklı olarak değişken sayılarda tekrar eden DNAsegmentlerine Kopya Sayısı Değişimleri (KSD) adıverilmektedir (8). KSD’ler önemli bir genetik var-yasyon kaynağı oluşturmaktadır (10,14). TNP dizi-lim analizleri ile elde edilen verileri tamamlayıcınitelikte olan KSD’ler genomda yaygın olarak bu-lunmaktadır (14). KSD’ler insersiyon, delesyon veduplikasyonlardan oluşmaktadır dolayısıyla ge-nomda kopya sayısı kayıpları ya da kazanımlarıolarak ortaya çıkmaktadır. Bu tanım 50kb’lık karşı-laştırmalı genom hibridizasyon analizleri ile(KGHA) belirlenebilen büyük KSD’leri de içermek-tedir (8).

Büyük ölçekli kopya sayısı değişimleri memeli ge-nomunun %5’lik bir bölümünü oluşturmaktadır. Buvaryasyonlar genomda büyük aralıklarla bulunabilirve ekzon-intron yapılarının yüksek sayıda kopyatekrarlarından oluşabilir. Tekrarlayan kopyalar re-kombinasyon olayları ve büyük ölçekli yapısal var-yantlara (delesyonlar, insersiyonlar, duplikasyonlarvb.) temel oluşturabilir. Bu yeniden düzenlemelergen ailelerinde olduğu gibi yeni genlerin ortayaçıkmasına neden olabilirler ve özellikle adaptas-yonda büyük bir öneme sahiptirler (14). Genomda-ki bazı gen aileleri duplikasyonlar sonucu ortayaçıkmıştır. Globin, Hox ailesi ve histonlar bunlaraörnek olarak verilebilir (12, 24). Ayrıca bir KSDpopulasyonda %1’den fazla görülüyorsa KopyaSayısı Polimorfizmi adını almaktadır (8).

Kopya sayısı değişimleri sağlıklı bireylerde bulun-sa da bazı hastalıkların genetik temelinde KSD’le-rin yer aldığı bilinmektedir. Gen dozajına insersi-yon ve delesyonlarla etkiyen bu varyasyon geninifadesinde değişikliğe neden olarak genetik birhastalık oluşturabilmektedir. Örneğin kopya sayısıkayıpları normalde var olan bir gen ifadesinin orta-dan kalkmasına ya da normalde ifade edilemeyençekinik allelin ifade edilmesine neden olabilmekte-dir. Bunun yanında gen ifadesini düzenleyen böl-gelerde şekillenen varyasyonlar, genin ifade düze-yinde değişikliklere neden olarak yine hastalıklara

temel oluşturabilmektedir (11). KSD’lerin etkisidiğer genetik etmenler ve çevresel faktörler ilebirleştiğinde ciddi hastalıklara neden olabilmekte-dir (8). Örneğin insanlarda X kromozomu üzerindeyer alan FMR1 (Female mental retardation 1) ge-ninde CGG üçlü nükleotid tekrarlarına bağlı olarakinsanlarda ‘Frajil X’ olarak adlandırılan bir hastalıkortaya çıkmaktadır (11,12). Bu hastalığa benzerşekilde sığırlarda da X kromozomunun q3.1’defrajil bir bölge belirlenmiştir (28, 29) ve bu frajil Xkromozomuna bağlı olarak sığırlarda fertilite prob-lemleri ve fenotip farklılıkları görülebilmektedir(19).

Sığır genomunda kopya sayısı değişimlerininbelirlenmesi

Sığır genomunda kopya sayısı değişimlerini belir-lenmesinde sıklıkla tekli nükleotit polimorfizmi(TNP) tarama çipleri ve karşılaştırmalı genomikhibridazasyon analiz (KGHA) yöntemleri kullanıl-maktadır.

1- Tekli nükleotit polimorfizmi (Single Nukleoti-de Polymorphism, SNP, TNP) çipler: Tekli nük-leotit polimorfizmi DNA sekansında tek bir nükleo-tidi içeren genetik varyasyon tipidir. Bos taurus’dayaklaşık 700 baz çiftinde bir görülürken Bos indi-cus sığırında 300 baz çiftinde bir görülmektedir(31). Dolayısıyla sığır genomu ile ilgili olarak 2009yılından sonra yapılan çalışmalar genomda enfazla bulunan genetik varyasyon olan TNP’ler üze-rine olmuştur (13,32-35). Piyasada bulunan çeşitlifirmalara ait, farklı miktarlarda TNP içeren dizilimanalizlerinin yardımıyla sığırlarda belirteç temelliseleksiyon (Marker Assisted Selection, MAS) ça-lışmaları yapılmıştır (4,9). Bu çipler farklı üniversi-teler ve özel şirketlerin işbirliği ile geliştirilmiştir. İlküretilen çipler sığır referans genomun ilk sürümüolan Btau1’den elde edilen verilere göre tasarlan-mıştır. Daha sonra BovineHapMap konsorsiyu-mundan elde edilen TNP verileri ile birleştirilerekyaklaşık 55 000 TNP içeren çipler, son olarak daçözünürlüğü yüksek 700 000’den fazla TNP içerençipler üretilmiştir. Bu TNP’ler et ve süt verimi yönlüfarklı sığır ırklarının genomundan elde edilen veri-lere göre seçilmiştir. Seleksiyon, kantitatif karakterlokuslarının belirlenmesinde, bireylerin genetikdeğerinin ölçülmesinde ve karşılaştırmalı genetikanalizlerinde kullanılmaktadırlar. Çipler yardımıylakopya sayısı değişimleri belirlenebilmektedir (15).Referans genomların güncellenmesi ile yeni üreti-len dizi analizlerinin genomdaki kopya sayısı deği-şimlerini de özgün olarak belirlemeleri beklenmek-tedir. Bu yöntem bir bireyin DNA’sının kendisiylehibridizasyonunu (self-self hybridisation) içerme-

137


mektedir. Ancak bu eksiklik çip üzerinde bir bireyeait DNA parçalarının birden fazla sayıda hibridizas-yonunun sağlanması ve elde edilen sinyaller de-ğerlendirilmesiyle giderilmektedir. TNP çipler ileKSD’lerin belirlenmesinin temelinde, tekrar edenTNP sayılarından yararlanılmaktadır. Bu yöntemlebirçok araştırmacı KSD belirlemiştir (2,14,29,33).

2- Karşılaştırmalı genomik hibridizasyon(comperative genomic hybridisation, CGH,KGH): KSD belirlemede kullanılan ana yöntemler-den biri de Karşılaştırmalı Genomik Hibridizasyonyöntemidir. KGH ilk olarak bir metafaz yaymasıüzerinde yapılan floresan in situ hibridizasyon(fluorescence in situ hybridization, FISH) testi ileelde edilen kopya sayısı farklılıklarının referansgenomdaki kopya sayısı değişimlerini belirlemekamacıyla geliştirilmiştir (16). Sığır referans genomsürümü Btau3.1 verilerine göre KGH analizi amaçlıtasarlanmış dizilim analizleri piyasada bulunmakta-dır (27). Bu analiz Btau3.1 ve Btau4.0 genom veri-leri üzerinde yaklaşık 5.5 kb aralıklarla 50-75 bpuzunlukta tasarlanmış olan yaklaşık 385.000 oligo-nükleotit prob içermektedir. Bir analizin çözünürlü-ğü, probların sayısı, uzunluğu ve genomdaki dağı-lımlarına bağlı olarak değişmektedir. AncakKSD’lerin belirlenmesi de sinyal-gürültü oranları veoligonükleotit prob yanıtının karakteristiğinden de

etkilenmektedir (33). Bu nedenle KGH analizindenelde edilen KSD verileri de kantitatif PCR ile doğ-rulanmalıdır (14). Analiz bir bireyin DNA’sının ken-disiyle hibridizasyonunu (self-self hybridisation)içermektedir, böylece elde edilen verinin güvenilir-liği artmaktadır. Bu yöntemi birçok araştırmacıKSD belirlemede kullanmıştır (7,17).

Sığır genomunda KSD çalışmaları

Sığır genomunda KSD’ler kromozomlar arası vekromozom içinde olmak üzere iki farklı düzeydedağılmıştır. KSD içeriği farklı kromozomlar arasın-da da yüksek varyasyona sahiptir ve bu varyasyon%1.32 ile %8.80 arasında değişiklik göstermekte-dir. Sığırlarda özelikle 1 ve 6. kromozomlar yüksekKSD içeriğine sahiptir. Bu kromozomlarda KSDbölgeleri otozomal ortalamanın iki katı civarındadırve özellikle segmental duplikasyon içeriğinin yük-sek olmaması da dikkat çekicidir (29,30). Ayrıcadiğer memelilerin genomlarında olduğu gibi sığırgenomunda da sentromer çevresi ve telomer altıbölgelerde KSD oranı fazladır (14).

TNP çipleri ile 521 baş sığırın genotiplendirildiği birçalışmada sığır genomunun %4.6’sını oluşturan682 adet KSD bölgesi genom üzerinde gösterilmiş-tir (14) (Şekil 1).

Şekil 1. Sığır genomunda kopya sayısı değişimleri ve segmentalduplikasyonların genomik yerleşimleri (14).

138


Bu araştırmada tüm genom analiz karşılaştırması(whole genome analysis comparison, WSSD) vetüm genom parçalama ile sekans belirleme (wholegenome shotgun sequence detection, WGAC)yöntemleri ile elde edilen genom verileri kullanıl-mıştır (14). Şekil 1’de farklı renkler kullanılaraksadece kayıp, sadece kazanım ve hem kayıp hemde kazanım olaylarını göstermektedir. Çubuklarınboyları ise belirlenen KSD’lerin incelenen populas-yondaki sıklığını belirtmektedir. Çubuğun boyukısa ise 1 bireyde görüldüğü, orta boyda ise 2-4arası bireyde görüldüğü, uzun ise 5’ten fazla birey-de görüldüğü belirtilmektedir. Aynı çalışmada sığırgenomunun %3.1’ini oluşturan segmental dupli-kasyonlar (SD) WSSD ve WGAC olmak üzere ikiayrı yöntem ile incelenmiş ve belirlenen SD’leryine farklı renkler ile belirtilmiştir. Genomda yerle-şimi gösterilen bu duplikasyonların 5kb’dan büyükve %90 sekans uyumluluk özelliklerine göre seçil-miştir. Kromozomlar üzerindeki beyaz kalınlıklarise sığır genomunda bulunan boşlukları göster-mektedir (14).

Yine TNP çipler ile Kore yerli sığırı olan 256 başHanwoo sığırlarında KSD analizi yapılmış ve ince-lenen örneklerde sığır ırkında toplam 368 adetKSD bölgesi belirlenmiş ve bu bölgelerle 538 adetgenin ilişkili olduğunu ortaya konulmuştur (2). Bu

KSD’lerden 99 tanesinin kazanım, 310 tanesininkayıp ve 22 tanesinin hem kazanım hem da kayıpbölgeleri olduğu ve incelenen sığır ırkında en yük-sek KSD frekansının 15. kromozomda bulunduğubelirlenmiştir (Şekil 2). Belirlenen kopya sayısıdeğişimleri kantitatif PCR ile kontrol edilmiştir(Şekil 3). Yine bu çalışmada kopya sayısı değişim-lerinin genotip aktarma hatası (genotype transmis-sion error) ve ikili grup analizleri (pairwise analy-sis) ile babadan yavruya kopya sayısı kayıplarınınaktarımının %99.6 oranında olduğu belirlenmiştir(2).

TNP çipler kullanılarak yapılan bir başka çalışma-da ise, Angus sığırlarında KSD’lerin mide-bağırsaknematodlarına karşı direnç ve hassasiyeti ile ilişki-si araştırılmıştır (20). Gastrointestinal nematodlaraduyarlı ve dirençli olarak seçilen Angus sığırların-da kopya sayısı değişimleri incelenmiş ve önemliveriler ortaya konulmuştur. Bu çalışmada, aynıpopulasyondan 472 hayvandan elde edilen TNPverileri kullanılmış ve geniş ölçekli KSD analizleriyapılmıştır. Sonuç olarak, genomun 141.8 Mb’ını(genomun ~ %4.7’sini) kapsayan 811 aday KSDbölgesi belirlenmiştir. Bu KSD’lerin etkilerinin orta-ya konulabilmesi için, 100 bireyden oluşan 2 grupoluşturulmuştur. Grupların oluşturulmasında gaita-nın her 1 gramına düşen parazit yumurtası sayısıtemel alınmış ve düşük olanlar parazit dirençli

Şekil 2. Hanwoo sığırlarında belirlenen KSD bölgeleri (2).

139


(parasite resistant, PR), yüksek olanlar ise parazitduyarlı (parasite susceptible, PS) olarak adlandırıl-mıştır. Dirençli grup (PR) için 297 (~51 Mb) veduyarlı grup için 282 (~48 Mb) KSD bölgesi ortayakonulmuştur (Şekil 4).

Bu KSD bölgelerinden %60’ı PR ya da PS grupla-rına özgün bulunmuştur. Seçilen bazı KSD bölge-lerinin doğrulaması kantitatif PCR ile yapılmıştır.Daha sonra ise, gastrointestinal hastalıkların, im-munolojik hastalıkların ve immun cevabın altındayatan mekanizmaların aydınlatabilmek içinnetwork analizleri kullanılmıştır. Bulunan KSD’ler-den bazılarının gen ekspresyonlarında varyasyon-lar ve dolayısıyla konak parazit direncinde farklılık-lar oluşturmada katkı sağladıkları ortaya konul-muştur (20).

KGH yöntemi ile anne, baba ve yavru olmak üzere3’lü gruplardan oluşan toplamda 9 hayvanda KSD

Şekil 3. Bae ve ark. (2010) tarafından Bos taurus coreanaesığırlarında belirlenen KSD bölgeleri üzerinde qPCR sonuç-larına örnek (2).

Şekil 4. Anguslarda, gastrointestinal nematodlara direnç ve duyarlılık ile ilişkili bulunan kopya sayısı değişimlerinin genomikyerleşimleri. Kopya sayısı kazanımları, kayıpları ve her ikisinin olduğu bölgeler farklı renkler ile gösterilmiştir. Bar yükseklikleriise KSD frekanslarını ifade etmektedir: Kısa (1 örnekte), orta (≥2 örnekte); yüksek (≥5 örnekte). Kromozomun üstünde kalanbarlar PR100 (297 anlamlı CNV, ~51 Mb) grubunu, altta kalan barlar ise PS100 (282 anlamlı CNV, ~51 Mb) grubunu ifadeetmektedir (20).

140


analizi yapılmıştır. Belirlenen KSD’lerin her bireydebağımsız dağılım gösterdiği, bireysel değerlendi-rildiğinde özgün KSD’lerin olduğu, ancak üçlügruplar içinde değerlendirildiğindeyse genomdakalıtılan KSD’lerin de yer aldığı görülmüştür (17).Ayrıca yine KGH yöntemi 90 sığır 385000 oligo-nükleotit probu ile taranmış ve 200’ün üzerindeaday KSD bölgeleri ortaya konulmuştur. Belirlenenaday KSD bölgelerinden 2/3’ünün genleri kapsadı-ğı belirlenmiştir. Bu çalışmada geçerlilik analizikantitatif PCR (qPCR) ile yapılmıştır ve test edilenKSD bölgelerinden 6 tanesinin %100 segmentalduplikasyon olduğu belirlenmiştir (21).

Yine KGH yöntemi ile 2009 yılında sığır genomukonsorsiyumunca yayınlanan referans genoma(Btau4) göre tanımlanmış ve 420 baz çifti aralıklar-la düzenlenmiş 6.3 milyon prob ile 20 adet sığırdaKSD analizi yapılmıştır. Toplamda 304 anlamlıKSD belirlenmiştir. Ancak sığır genomunun %5.8’itamamlanmadığından ve bu boşlukta 2Mb’danbüyük alanlar bulunduğu için bu yöntemde sadece1.5 kb’dan küçük olan KSD’ler belirlenebilmiş, do-layısıyla elde edilen KSD sayısının genomda bulu-nandan daha düşük olduğu önerilmiştir (7). Ayrıcaaynı bireylerin somatik hücreleri ve eşey hücrele-rinde belirlenen KSD’lerin karşılaştırıldığı bir çalış-mada eşey hücrelerinin somatik hücrelerindendaha fazla miktarda KSD içerdiği belirlemiştir (22).Btau4.0 referans genomu ile yapılan karşılaştırma-da 25 adet KSD belirlenmiştir. Bunlardan özellikle19 adedinin metabolizma ve immun sistem ile ilgiliçeşitli gen bölgelerinde bulunduklarını ortaya koy-muşlardır (22).

SonuçFenotipik kayıtları tutulmuş bir popülasyonun ge-notipik varyasyonlarının belirlenmesi süt ve et veri-mi, hastalıklara dirençlilik, hastalıklara duyarlılıkgibi özellikleri etkileyen genlerin ortaya konmasın-da önemli bir veri oluşturmaktadır. Bu bağlamdagenotipik ve fenotipik varyasyonları anlamaya yö-nelik çalışmalarda genomdaki yapısal varyasyon-lar kullanılmaktadır. Bu varyasyonlardan en önemlive güncel olanları tekli nükleotit polimorfizmleri,kopya sayısı değişim varyasyonları ve segmentalduplikasyonlardır. Kopya sayısı değişimleri teklinükleotit polimorfizmi verilerini tamamlayıcı nitelik-te ve memeli genomunda, genomun %5-30’unuoluşturacak şekilde yaygın olarak bulunmaktadır.Genomda segmentlerin insersiyonu ya da delesyo-nu gibi olaylarla şekillenen kopya sayısı değişimle-ri, kayıp ya da kazanım olarak fenotipe yansıyabil-mektedir. Bu değişimler gen ifadesi ve protein akti-vitesi üzerindeki etkilerinden dolayı verim özellikle-ri, hastalıklara direnç veya çeşitli genetik hastalık-lara temel oluşturabilmektedir.

Memelilerde KSD analizleri TNP çipler ve karşılaş-tırmalı genomik hibridizasyon yöntemleri ile yapıla-bilmektedir. İki yöntemle de elde edilen sonuçlarkantitatif PCR ile ifade düzeylerine bakılarak kont-rol edilmektedir. Bu analizler kullanılarak sığır ge-nomunda önemli bir yere sahip olduğu düşünülenkopya sayısı değişimlerinin metabolizma, bağışıksistem özellikleri ile ilişkili oldukları belirlenmiştir.

KSD analizlerinin temeli referans genom ile araştı-rılan genomdaki tekrar sayılarındaki farklılıklarıbelirlemektir. Dolayısıyla KSD analizleri yapılırkendikkat edilmesi gereken en önemli nokta; referansgenom oluşturulmasında kullanılmış olan hayvanıntürü ve ırkıdır. Referans genomlar bir hayvana aitgenetik materyalin dizisini içerdiği için türler veırklar arası yapılan KSD analiz sonuçları etkilen-mektedir. Örneğin sığır türü referans genomu Bostaurus kökenli bir sığır olan Hereford sığır ırkındanbir hayvanın genomundan oluşturulmuştur. Bureferans genom temel alınarak tasarlanan KSDanalizleri ile bir Bos indicus sığırı genomu incele-necek olursa elde edilen KSD değeri Bos tau-rus’dan farklı olacaktır. Türler arası örnek verilecekolursa; keçi ve koyunda sığır genomu referansalınarak tasarlanmış KGH analizleri ile KSD’lerbelirlenebilmektedir. Ancak referans genom sığıraait olduğundan genomda bulunandan daha azmiktarda KSD bölgeleri belirlenmektedir.

İlerleyen teknoloji ve daha hassas düzeyde belirle-nen referans genom sayısındaki artışlar ile dahafazla sayıda hayvan türünde KSD belirlenebilecek-tir. Böylece KSD’ler çiftlik hayvanlarında ekonomiköneme sahip karakterler ve hastalıklar ile ilgili ola-rak yapılan ilişkilendirme çalışmalarında kullanıla-bilecektir.

Kaynaklar

1. Ağaoğlu Korkmaz Ö, Ertuğrul O. Mikrosatellitle-rin önemi ve kullanım alanları. Vet Hekim DerDerg 2010; 81(1): 39-43.

2. Bae JS, Cheong HS, Kim LH, NamGung S,Park TJ, Chun JY, Kim YJ, Pasaje CharisseFA, Lee JS, Shin DH. Identification of copynumber variations and common deletionpolymorphisms in cattle. BMC Genomics 2010;11: 232.

3. Cheung J, Estivill X, Khaja R, MacDonaldJR, Lau K, Tsui LC, Scherer SW. Genome-wide detection of segmental duplications andpotential assembly errors in the human genomesequence. Genome Biology 2003; 4: R25.

141


4. Cole JB, VanRaden PM, O’Connell JR, VanTassell CP, Sonstegard TS, SchnabelRD, Taylor JF, Wiggans GR. Distribution andlocation of genetic effects for dairy traits. JDairy Sci 2009; 92: 2931-46.

5. Çınar Kul B. Temel Veteriner Genetik, Ed.:Ertuğrul O., Birinci baskı. Eskişehir, AnadoluÜniversitesi Yayınları 2011; pp.144-61.

6. Demirsoy A. Kalıtım ve Evrim. Sekizinci Ba-sım. Ankara: Meteksan AŞ,1997; pp. 559-65

7. Fadista J, Thomsen B, Holm LE, Bendixen C.Copy number variation in the bovine genome.BMC Genomics 2010; 11: 284.

8. Feuk L, Carson AR, Scherer SW. Structuralvariation in the human genome, Nat RevGenet 2006; 7: 85–97.

9. Flori L, Fritz S, Jaffrezic F, Boussaha M, GutI, Heath S Foulley JL, Gautier M. Thegenome response to artificial selection: acase study in dairy cattle. PLoS ONE 2009;4: e6595.

10. Fontanesi L, Beretti F, Martelli PL, ColomboM, Dall'Olio S, Occidente M, PortolanoB,Casadio R, Matassino D, Russo V. A firstcomparative map of copy number variationsin the sheep genome. Genomics 2011; 97:158-65.

11. Freeman JL, Perry GH, Feuk L, Redon R,McCarroll SA, Altshuler DM, Aburatani H,Jones KW, Tyler-Smith C, Hurles ME, CarterNP, Scherer SW, Lee C. Copy numbervariation: new insights in genome diversity.Genome Res 2006; 16: 949-61.

12. Gözükırmızı N. Genom duplikasyonları. http://www.s cribd.com/doc/30717159/Krom ozom-Biyolojisi-10-genom-duplikasyonlar%C4%B1.Erişim Tarihi: 22.01.12.

13. Hayes BJ, Bowman PJ, Chamberlain AJ,Goddard ME. Invited review: Genomicselection in dairy cattle: progress andchallenges. J Dairy Sci 2009; 92: 433-43.

14. Hou Y, Liu GE, Bickhart DM, Cardone MF,Wang K, Kim ES, Matukumalli LK,Ventura M,Song J, VanRaden PM, Sonstegard TS, VanTassell CP: Genomic characteristics of cattlecopy number variations. BMC Genomics2011; 12(1): 127.

15. Illumina; www.illumina.com Erişim Tarihi:15.10.12.

16. Kallioniemi OP, Kallioniemi A, Sudar D,Rutovitz D, Gray JW, Waldman F, Pinkel D.Comparative genomic hybridization: a rapidnew method for detecting and mapping DNAamplification in tumors. Seminars in cancerbiology. 1993; 4(1): 41-6.

17. Kijas JW, Barendse W, Barris W, Harrison B,McCulloch R, McWilliam S, Whan V. Analysisof copy number variants in the cattle genome.Gene 2011; 482: 73-7.

18. Kotzot D. Complex and segmentaluniparental disomy (UPD): review andlessons from rare chromosomalcomplements. J Med Genet 2001; 38(8): 497-507.

19. Llambi S, Postiglioni A. Localization of thefragile X chromosome break points inHolstein-Friesian cattle (Bos taurus).Theriogenology 1994; (42): 789-94.

20. Liu GE, Brown T, Hebert DA, Hou Y,Choudhary RK, Shaffer J, Amazu C, ConnorEE, Gasbarre LC. Initial analysis of copynumber variations in cattle selected forresistance or susceptibility to intestinalnematodes. Mamm Genome 2011; 22: 111-21.

21. Liu GE, Hou Y, Zhu B, Cardone MF, Jiang L,Cellamare A, Mitra A, Alexander LJ, CoutinhoLL, Dell'Aquila ME, Gasbarre LC, LacalandraG, Li RW, Matukumalli LK, Nonneman D,Regitano LC, Smith TP, Song J, SonstegardTS, Van Tassell CP, Ventura M, Eichler EE,McDaneld TG, Keele JW. Analysis of copynumber variations among diverse cattlebreeds. Genome Res 2010; 20: 693-703.

22. Liu GE, Van Tassell CP, Sonstegard TS, LiRW, Alexander LJ, Keele JW, MatukumalliLK, Smith TP, Gasbarre LC. Detection ofgermline and somatic copy number variationsin cattle. Developments in Biologicals 2008;132: 231-37.

23. Liu GE, Ventura M, Cellamare A, Chen L,Cheng Z, Zhu B, Li C, Song J, Eichler EE.Analysis of recent segmental duplications inthe bovine genome. BMC Genomics 2009;10: 571.

24. McGinnis W, Krumlauf R. Homeobox genesand axial patterning. Cell 1992; 68 (2): 283-302.

142


25. Pryce JE, Bolormaa S, ChamberlainAJ, Bowman PJ, Savin K, GoddardME, Hayes BJ. A validated genome-wideassociation study in 2 dairy cattle breeds formilk production and fertility traits usingvariable length haplotypes. J Dairy Sci 2010;93(7): 3331-45.

26. Robinson WP. Mechanisms leading touniparental disomy and their clinicalconsequences. Bioessays 2000; 22: 452-59.

27. Roche Nimblegen, Madison, WI http://www.nimblegen.com/ Erişim Tarihi: 15.10.12.

28. Santoro MR, Bray SM, Warren ST. Molecularmechanisms of fragile X syndrome: a twenty-year perspective. Annual Review ofPathology 2012; 7: 219-45.

29. Slota E, Danielak-Czech B, Pietraszewska J,Kozubska-Sobocinska A. Preliminaryidentification of the fragile X in two crossbredcows. Veterinarni Medicina 2000; 45: 308-10.

30. Seroussi E, Glick G, Shirak A, Yakobson E,Weller JI, Ezra E, Zeron Y. Analysis of copyloss and gain variations in Holstein cattleautosomes using BeadChip SNPs. BMCGenomics 2010; 11: 673.

31. The Bovine HapMap ConsortiumGenome-wide survey of SNP variationuncovers the genetic structure of cattlebreeds. Science 324,528-532. 2009doi:10.1126/SCIENCE.1167 936.

32. VanRaden PM, Van Tassell CP, WiggansGR, Sonstegard TS, Schnabel RD, Taylor JF,Schenkel FS. Invited review: reliability ofgenomic predictions for North AmericanHolstein bulls. J Dairy Sci 2009; 92: 16-24.

33. Wiggans GR, Sonstegard TS, VanRaden PM,Matukumalli LK, Schnabel RD, Taylor JF,Schenkel FS, Van Tassell CP. Selection ofsingle-nucleotide polymorphisms and qualityof genotypes used in genomic evaluation ofdairy cattle in the United States and Canada.J Dairy Sci 2009; (92): 3431-6.

34. Ylstra B, van den Ijssel P, Carvalho B,Brakenhoff RH, Meijer GA. BAC to the futureor oligonucleotides: a perspective for microarray comparative genomic hybridization(array CGH). Nucleic Acids Res 2006; 34:445-50.

35. Zhan B, Fadista J, Thomsen B, Hedegaard J,Panitz F, Bendixen C. Global assessment ofgenomic variation in cattle by genomeresequencing and high-throughputgenotyping. BMC Genomics 2011; 12: 557.

Yazışma Adresi :

Arş. Gör. Nüket BİLGENAnkara Üniversitesi Veteriner FakültesiGenetik Anabilim Dalı Dışkapı/ANKARATel: 0 312 317 03 15 / 4327E-posta: [email protected]

Documents

Erciyes Üniv Vet Fak Derg 1(1) 1- Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2 ) … · 2016-12-29 · 137 Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2 ) 135-142, 2013 N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL mektedir. Ancak