Zeitschrift für Data Mining in Genomics & Proteomics

Abstrakt

Genome Mining von Reis ( Oryza sativa subsp. indica ) zur Erkennung und Charakterisierung langer palindromischer Sequenzen

Elmira Katanchi Kheiavi, Asadollah Ahmadikhah und Ali Mohammadian Mosammam

Da das Reisgenom vollständig sequenziert wurde, ist die Suche nach spezifischen Merkmalen im gesamten Genommaßstab von großer Bedeutung für die Untersuchung der Genomentwicklung und späterer Anwendungen. Palindromsequenzen sind wichtige DNA-Motive, die an der Regulierung verschiedener zellulärer Prozesse beteiligt sind und eine potenzielle Quelle genetischer Instabilität darstellen. Ein Genome-Mining-Ansatz wurde angewendet, um die langen Palindromsequenzen im Reisgenom zu erkennen und zu charakterisieren. Alle Palindrome, definiert als identische invertierte Wiederholungen mit Spacer-DNA, konnten analysiert und nach ihrer Häufigkeit, Größe, GC-Gehalt, Kompaktindex etc. sortiert werden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gesamthäufigkeit von Palindromen im Reisgenom hoch ist (fast 51.000 Palindrome), die insgesamt 41,4 % des Kerngenoms von Reis abdecken, wobei die höchste und niedrigste Zahl von Palindromen jeweils auf Chromosom 1 und 12 liegt. Die Palindromzahl könnte die Chromosomenexpansion des Reises gut erklären (R2 > 92 %). Der durchschnittliche GC-Gehalt der Palindromsequenzen beträgt 42,1 %, was auf AT-Reichtum und daher auf eine geringe Komplexität der Palindromsequenzen hinweist. Die Ergebnisse zeigten auch unterschiedliche Kompaktheitsindizes von Palindromen in unterschiedlichen Chromosomen (43,2 pro cM in Chromosom 8 und 34,5 pro cM in Chromosom 3 als höchster bzw. niedrigster Wert). Die Kolokalisierungsanalyse ergab, dass sich mehr als 20 % der Reisgene mit Palindromregionen überlappten, hauptsächlich in den Chromosomenarmen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchung kann der Schluss gezogen werden, dass das Reisgenom reich an langen Palindromsequenzen ist, die während der Evolution die meiste Variation ausgelöst haben. Im Allgemeinen sind beide Abschnitte Palindromsequenzen, einschließlich Stämme und Schleifen, AT-reich, was darauf hinweist, dass sich diese Regionen in den Segmenten mit geringer Komplexität der Reischromosomen befinden.