توزيع وشدة القيد في تسلسل الجينوم لدى الثدييات

يمكن استخدام مقارنات تسلسلات الحمض النووي الجينومي المتناظرة لوصف المناطق التي خضعت للاختيار التطهيري والتي تتميز بغنى بالعناصر الوظيفية. نقدم هنا نتائج مثل هذا التحليل على محاذاة تسلسلات من 29 نوعًا من الثدييات. تلتقط المحاذاة حوالي 3.9 استبدالًا محايدًا لكل موقع وتمتد على نحو 1.9 ميجابت من الجينوم البشري. نحدد عناصر مقيدة تتراوح أطوالها بين 3 نيوكليوتيدات وحتى أكثر من 1 كيلوبيس، تغطي حوالي 5.5% من الموقع البشري. تقديرنا لإجمالي مقدار القيد غير الإكسوني الذي يختبره هذا الموقع يعادل تقريبًا ضعف القيد الإكسوني. تميل العناصر المقيدة إلى التجمع، ونحدد مناطق مقيدة كبيرة تتوافق جيدًا مع العناصر الوظيفية المعروفة. بينما تتناسب كثافة القيد عكسيًا مع كثافة العناصر المتنقلة، نظهر أيضًا وجود عناصر مقيدة بوضوح تتداخل مع التكرارات الأسطورية للثدييات. بالإضافة إلى ذلك، نصف عددًا من العناصر في هذه المنطقة التي خضعت لاختيار تطهيري مكثف خلال تطور الثدييات، ونوضح أن هذه العناصر المهمة أكثر عددًا مما كان يعتقد سابقًا. تم الحصول على هذه النتائج باستخدام ملف الملف الجيني التطوري (GERP)، وهو إطار عمل إحصائي صارم وشفاف بيولوجيًا لتحديد العناصر المقيدة. يحدد GERP المناطق عالية الدقة التي تظهر عجزًا في استبدال النيوكليوتيدات، ويقيس هذه العجزات كـ "استبدالات مرفوضة". تعكس الاستبدالات المرفوضة شدة الاختيار التطهيري الماضي وتُستخدم لترتيب وتوصيف العناصر المقيدة. نتوقع أن يوفر GERP وأنواع التحليلات التي يسهلها رؤى إضافية وتحسين التعريف للجينوم البشري مع تزايد ثراء بيانات تسلسل جينوم الثدييات.