مقایسه برخی نرم افزارهای مکانیابی در آنالیز داده های RNA-Seq گاو شیری

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: با توجه به کاربرد روزافزون تعیین توالی نسل جدید (NGS)، جهت شناسایی ژن های عملکردی، استفاده از الگوریتم ها و نرم افزارهای تخصصی برای انجام آنالیزهای آماری ضروری است. مکان یابی خوانش ها با ژنوم مرجع اولین و مهم ترین مرحله اکثر برنامه های آنالیز داده های RNA-Seq است که به صورت موثری صحت آنالیزهای پایین دستی بستگی به این مرحله دارد. لذا هدف از این تحقیق، مقایسه برخی نرم افزارهای مختلف هم ترازی داده های حاصل از تعیین توالی کل RNA روی ژنوم مرجع بود. مواد و روش ها: از داده های RNA-Seq مربوط به ۵۴ راس گاو شیری هلشتاین به منظور شناسایی ژن های موثر در باروری استفاده شد. تعیین کیفیت خوانش ها توسط نرم افزار FastQC و ویرایش توالی های کم کیفیت با استفاده از نرم افزار Trimmomatic انجام شد. داده های ویرایش شده با آخرین نسخه ژنوم مرجع گاو با استفاده از نرم افزارهای Bowtie۲، Tophat۲ و Hisat۲ مکان یابی شدند. درصد کل خوانش های مکان یابی شده، درصد خوانش های مکان یابی شده روی یک محل در ژنوم مرجع و همچنین درصد خوانش های مکان یابی شده روی بیش از یک محل محاسبه شدند. یافته ها: نتایج نشان داد که بیشترین هم ترازی صورت گرفته روی ژنوم مرجع گاو با استفاده از نرم افزار Tophat۲ بوده است. از کل خوانش های موجود، نرم افزارهای Tophat۲ و Hisat۲ به ترتیب ۹۴/۱۹۷ و ۹۲/۵۲۶ درصد را روی ژنوم مرجع مکان یابی نمودند. نرم افزار Hisat۲ عملکرد تخصیصی بیشتری داشت و ۸۹/۲۰۲ درصد از داده ها را به یک جایگاه اختصاصی مکان یابی کرد درصورتی که این پارامتر در خصوص نرم افزار Tophat۲ به میزان ۸۷/۸۱۲ درصد از کل توالی ها بود. از کل توالی های به کار گرفته شده تنها ۳/۳۲۴ درصد توسط Hisat۲ و ۶/۳۸۵ درصد توسط Tophat۲ با بیش از یک جایگاه ژنوم مرجع مکان یابی شدند. نرم افزار Bowtie۲ در مقایسه با دو نرم افزار دیگر عملکرد پایینی داشت. نتیجه گیری: مقایسه نرم افزارهای هم ترازی داده های RNA-Seq روی ژنوم مرجع نشان داد که اگر چه نرم افزار Hisat۲ بهترین نرم افزار برای مکان یابی خوانش ها بود بود ولی نرم افزار Tophat۲ هم می تواند به جای آن در آنالیز داده های RNA-seq استفاده شود. در ضمن نرم افزار Bowtie۲ در ارتباط با داده های RNA-Seq کارآیی چندانی ندارد.

کلیدواژه ها:

Gene expression ، Mapping ، Omix ، Reference Genome and Sequencing ، اومیکس ، بیان ژن ، تعیین توالی ، ژنوم مرجع و مکان یابی