آنالیز رتبه بندی و اولویت بندی چندشکلی های ساختاری ژن رسپتور آریل هیدروکربن انسانی: یک مطالعه in silico
Ranking and prioritization analysis of human-aryl hydrocarbon receptor gene structural polymorphisms: an in silico study
مجریان: یونس آفتابی
خلاصه روش اجرا: ابتدا تمامی چندشکلی های ساختاری ثبت شده ژن AHR (بیش از 300 مورد) از پایگاه داده NCBI استخراج میشود. تاثیر تمامی این چندشکلیها بر ساختار پروتئین AHR با استفاده از نرم افزارهای مختلف بررسی شده و رتبه های اثر گزارش شده از هر نرم افزار تعیین میشود. سپس با توسعه یک نرم افزار رنکینگ بر اساس مدلهای مربوطه ریاضی-آماری، رتبه واحد جامع برای هر کدام از چندشکلیها به دست آمده و تمامی آنها در طیف خطرناکترین تا خنثی ترین توزیع میگردد. سپس برای رنکینگ به دست آمده آنالیز اولویت بندی جمعیتی انجام میشود.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 62410 |
| عنوان فارسی طرح | آنالیز رتبه بندی و اولویت بندی چندشکلی های ساختاری ژن رسپتور آریل هیدروکربن انسانی: یک مطالعه in silico |
| عنوان لاتین طرح | Ranking and prioritization analysis of human-aryl hydrocarbon receptor gene structural polymorphisms: an in silico study |
| نوع طرح | طرح تحقیقاتی |
| اولویت طرح | اپیدمیولوژی، پیشگیری، تشخیص زودهنگام، درمان و بازتوانی در سرطانهای شایع |
| نوع مطالعه | طراحی نرم افزار یا ساختارهای مبتنی بر وب |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 6 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | ژن رسپتور آریل هیدروکربن (AHR) یک ژن حفاظت شده در جانوران است که به دلیل ماهیت پلیوتروپیک آن در بسیاری از مسیرهای مهم بیولوژیک از جمله، مسیرهای رشد و نمو، تقسیم سلولی، سمزدایی، تمایز سلولهای بنیادی، سرطانی شدن، جهشزایی و ایمنی سلولی و التهاب و ... نقش کلیدی تنظیمی ایفا میکند. کارکرد مولکولی این ژن به خصوص در دهه اخیر مورد توجه محققین بیولوژی سلولی و مولکولی قرار گرفته و به ویژه ارتباط چندشکلیهای آن با فنوتیپهای مختلف و اثر آنها بر مسیرهای مولکولی گوناگون محل توجه فراوان بوده است. با توجه به حفاظت تکاملی این ژن، چندشکلیهای تاثیر گذار بر ساختار پروتئین آن به دلیل احتمال تاثیر بر دامینهای مختلف پروتئینی و در نتیجه اثر بر کارکرد آن در مسیرهای مختلف از اهمیت بسزایی در آنالیزهای تنوع مولکولی برخوردارند و به طور بالقوه میتوانند در جمعیتهای انسانی به عنوان مارکر فنوتیپهای گوناگون معرفی شوند. با این حال نحوه پراکنش و شدت اثر چندشکلیهای ساختاری (بیش از 300 مورد) این ژن بر پروتئین AHR با 848 آمینواسید مطالعه نشده و رتبه بندی خطر آنها مشخص نیست. مطالعه حاضر برآنست برای نخستین بار با یک پژوهش جامع بیوانفورماتیکی و توسعه یک نرم افزار رتبه بندی چندشکلیهای ساختاری، این شکاف تحقیقاتی را مرتفع سازد و دانش پایه لازم برای اولویت بندی مطالعه چندشکلیهای ساختاری این ژن در جمعیتهای مختلف را فراهم کند. بدیهیست از نظر کاربردی داده های به دست آمده از این تحقیق میتواند در توسعه مارکرهای مرتبط با فنوتیپهای گوناگون از جمله انواع بیماریها وناهنجاریها کمک شایان توجهی انجام دهد. |
| اهداف اختصاصی | نحوه توزیع چندشکلی­های تاثیر گذار بر ساختار پروتئین AHR در دامین­های پروتئینی مشخص شود. -جایگاه هر یک از چندشکلی­های تاثیر گذار بر ساختار پروتئین فوق در مجموعه آنها نسبت به یکدیگر و بر اساس شدت اثر بر ساختار و کارکرد پروتئین تعیین و رتبه­بندی شود. -جایگاه هر یک از چندشکلی­های تاثیر گذار بر ساختار پروتئین فوق در مجموعه آنها نسبت به فراوانی آلل مینور در جمعیت­های گوناگون تعیین و اولویت­بندی شود. -اولویت­بندی جمعیتی چندشکلی­های تاثیر گذار بر ساختار پروتئین AHR |
| چکیده انگلیسی طرح | First, all registered structural polymorphisms of AHR gene (more than 300 cases) are extracted from the NCBI database. The effect of all these polymorphisms on the AHR protein structure is investigated using different software and the reported effect ranks of each software are determined. Then, with the development of a ranking software based on the relevant mathematical-statistical models, a comprehensive unit rank is obtained for each of the polymorphisms and all of them are distributed in the range of the most dangerous to the most neutral. Then, population prioritization analysis is done for the obtained ranking. |
| کلمات کلیدی | رسپتور آریل هیدروکربن: یک فاکتور رونویسی حفاظت شده در جانوران است که ژن AHR آن را رمز میکند. این فاکتور بیان ژنهای بسیاری را کنترل کرده و در مسیرهای مولکولی متنوعی نقش کلیدی دارد. چندشکلیهای تاثیر گذار بر ساختار پروتئین: چندشکلیهایی که در بخشهای اگزونی ژن روی داده و ممکن است منجر به تغییر آمینواسیدی در توالی پروتئین شده و احتمالا بر ساختار آن تاثیر بگذارند. آنالیزهای تنوع مولکولی (Molecular variation analysis): به مطالعه تنوعات در توالیهای ژنی و پروتئینی گفته میشود که به ترتیب در نتیجه جایگزینیهای نوکلئوتیدی و آمینواسیدی ایجاد میشوند. رتبه بندی (Ranking): به طور اختصاصی در مطالعاتی از نوع تحقیق حاضر به تعیین جایگاه رویدادهای متعدد در جمعی از آنها نسبت به یکدیگر گفته میشود که میتواند بر اساس پیش فرضهای گوناگون همچون شدت اثر و یا ماهیت آنها تنظیم شود. اولویت بندی (Prioritization): به طور اختصاصی در مطالعاتی از نوع تحقیق حاضر به تعیین جایگاه رویدادهای متعدد در جمعی از آنها نسبت به یک واقعیت خارجی گفته می شود که می تواند بر اساس پیش فرضهای گوناگون مانند ارتباط آنها با یک پدیده و یا نقش آنها در یک فرایند تنظیم شود. مطالعه in silico: به مطالعات و بررسیهایی گفته میشود که با استفاده از کامپیوتر و برنامه های کامپیوتری انجام میشود و به طور اختصاصی در مطالعاتی از نوع تحقیق حاضر به آن دسته از تحقیقات اشاره دارد که با استفاده از نرم افزارها و ابزارهای بیوانفورماتیکی و آماری برای توصیف و تشریح یک پدیده بیولوژیک انجام میگیرد. نظام سلامت |
| ذینفعان نتایج طرح | محققین ژنتیک بیماریها و ناهنجاریهای انسانی محققین تنوع ژنی انسانی محققین بیوانفورماتیک ساختاری محققین مهندسی پروتئین و بیوتکنولوژی |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| یونس آفتابی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| انسیه سیدرضازاده دلالی | همکار اصلی |
| حبیب ذره دار | همکار اصلی |
| صالح رافعی | همکار اصلی |
| زهرا خوشکام | همکار اصلی |
| امیر امیری صادقان | همکار اصلی |
| مجید خلیلی | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر معرفی راهکاری برای پیشبینی چندشکلیهای ژنتیکی خطرناکمتن خبر هر ژن انسانی به طور طبیعی دارای تنوعاتی در جمعیت است و ممکن است حتی در درون یک خانواده یک ژن مشخص در بین اعضای خانواده دارای شکلهای متفاوتی باشد. این پدیده به چندشکلی ژن معروف است. ژنها از مولکولهایی به اسم نوکلئوتیدها ساخته میشوند و یک ژن زنجیره ای از هزاران نوکلئوتید است. با این حال فقط 4 نوع نوکلئوتید اصلی این زنجیره را تشکیل میدهند. یکی از عوامل ایجاد چندشکلی در یک ژن جایگزین شدن یک نوکلئوتید مشخص با یک نوکلئوتید دیگر در ژن است که از آن به عنوان چندشکلی تک نوکلئوتیدی یاد میشود. این تغییرات گاهی باعث تغییر عملکرد ژن میشوند و این تغییر عملکرد ممکن است با برخی از ویژگیهای جسمی و بیماریها در ارتباط باشد. با توجه به اینکه تعداد این چندشکلیها در هر ژن میتواند بسیار زیاد باشد محققین نیاز به راهکاری دارند که از میان تعداد فراوانی چندشکلی پرخطرترین آنها را تشخیص داده و اثرات آنها را مطالعه کنند. این راهکار میتواند بر اساس شبیه سازی ها و پیشبینی اثر چندشکلی تدوین شود. ما در تحقیق حاضر یک الگوریتم (ISNPranker) نه چندان پیچیده برای تشخیص خطرناکترین چندشکلیها در ژنهای انسانی ایجاد کردیم و محققین میتوانند از آن در مطالعات ژنتیکی استفاده کنند. |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر معرفی الگوریتم ISNPranker برای پیشبینی سطح خطر چندشکلیهای تک نوکلئوتیدیمتن خبر با توجه به ارتباط چندشکلیهای تک نوکلئوتیدی (SNPs) ژنوم انسان با برخی بیماریها و همچنین گاهی پاسخ آنها به درمانهای دارویی، مطالعه این چندشکلیها دارای اهمیت بسزایی میباشد. این مطالعات میتوانند به غنی تر شدن دانش پایه و همچنین فراهم سازی دانش لازم برای کاربردهای بالینی منجر شود. با اینحال انتخاب چندشکلی های تک نوکلئوتیدی مهم برای مطالعه بیشتر مرحله مهمی در این مطالعات میباشد. ابزار ISNPranker و الگوریتم معرفی شده در این طرح پژوهشی میتواند به محققین در حوزه های مرتبط کمک کند تا چندشکلی های ژن مورد مطالعه را رده بندی و اولویت بندی کرده و مهمترین آنها را برای بررسی انتخاب کنند. در این مطالعه ضمن معرفی ابزار ISNPranker از آن برای اولویت بندی چندشکلیهای تک نوکلئوتیدی ژن AhR انسان استفاده شده است. AhR یک فاکتور رونویسی فعال شده با لیگاند است که بر بسیاری از مکانیسم های مولکولی و سلولی حاکم است و SNP ها ممکن است بر ساختار، برهمکنش ها و عملکرد آن تأثیر بگذارند. الگوریتم توانست در بین 40 چندشکلی بررسی شده rs200257782 SNP را به عنوان خطرناکترین چندشکلی در ژن AhR شناسایی شد. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
