24235

BIO3 200

دكتري

ژنتيك

علوم و فناوري‌‌‌هاي زيستي

1403/9/12

75 ص.

دكتر مجيد متولي باشي , دكتر پروانه كشاورز

توالي‌يابي نسل بعدي , توالي يابي كل اگزوم , فارماكوژنوميكس , مسيرهاي پيامرسان , فهرست ژني , واريانت , بيوانفورماتيك

مقدمه:روش‌هاي توالي‌يابي نسل بعدي به‌ويژه توالي‌يابي كل اگزوم يافته‌هاي اميدواركننده‌اي را با دقت بالاي 99-91 درصد در فارماكوژنوميكس نشان داده‌اند. يك فهرست ژني مبتني بر فارماكوژنوميكس مي‌تواند براي به حداقل رساندن عوارض جانبي دارويي و به حداكثر رساندن اثربخشي درمان استفاده شود. بنابراين، اين مطالعه با هدف بررسي نتايج توالي‌يابي كل اگزوم توسط يك فهرست ژني مبتني بر فارماكوژنوميكس حاوي ژن‌هاي دخيل در مسيرهاي پيامرسان درد، ضد التهاب و عوامل تنظيم كننده ايمني (PAIma) انجام شد. مواد و روش‌ها: در مجموع، 200 ايراني غيرخويشاوند (100 نفر كرُد و 100 گيلك) در اين مطالعه وارد شدند. نتايج توالي‌يابي كل اگزوم براي 100 ايراني ساكن غرب كشور از طريق فهرست ژني PAIma تجزيه و تحليل شد. پس از استخراج DNA، تعيين ژنوتيپ 100 فرد سالم ساكن شمال كشور توسط Multiplex-ARMS PCR انجام شد. بررسي‌هاي ديگر بيوانفورماتيكي روي 128 ژن كانديد انجام شد كه عبارت بودند از ميانكنش‌هاي پروتئين-پروتئين ، ميانكنش‌هاي ژن-miRNA و ميانكنش‌هاي پروتئين-دارو و ميانكنش‌هاي پروتئين-ماده‌ي شيميايي (PCIs) و بيولوژي سيستم‌ها كه به ترتيب با استفاده از STRING-MODEL، miRTargetLink2، NetworkAnalyst و Enrichr تحليل شد. نتايج: نتايج اوليه، يك فهرست ژني فارماكوژنوميكس (PAIma) حاوي 128 ژن را نشان داد. 55,590 انوتيشن از طريق 21 مسير منتخب فيلتر شد و 900 واريانت پيدا شد. در نهايت، 54 واريانت كانديد (48 واريانت تك نوكلئوتيدي غيرمترادف (nsSNVs)، 2 واريانت stop-gained، 1 واريانت frameshift، و 3 واريانت splicing) باقي ماندند. آزمايش Multiplex-ARMS PCR با موفقيت براي 6 واريانت داراي پتانسيل دارويي از جمله rs1695 (GSTP1)، rs628031 (SLC22A1)، rs17863778 (UGT1A7)، rs16947 (CYP2D6)، rs2254701 (CYP3A7) و rs2515641 (CYP2E1) طراحي و اجرا شد. بررسي‌هاي بيشتر در سطح روابط سينرژيك-اپيستاتيك SNPها توسط MDR و ViSENشواهد عميق‌تري از تاثيرات آن‌ها در اميكس‌هاي مختلف مخصوصا فنوميكس نشان داد. نتيجه‌گيري: اين پژوهش، اولين گزارش از فهرست ژني حاوي nsSNVهاي داراي ويژگي‌هاي فارماكوژنتيكي و مختص جمعيت مي‌باشد كه فهرستي از 128 فارماكوژن را براي تحليل داده‌هاي NGS در زمينه‌ي پزشكي شخصي پيشنهاد مي‌كند. به‌علاوه، نتايج بيوانفورماتيكي در دو سطح ژن‌ها و واريانت‌هاي دخيل نشان داد كه اين يافته‌ها نيازمند بررسي‌هاي بيشتر در مطالعات آتي مي‌باشند.

Next Generation Sequencing , Whole-Exome Sequencing , Pharmacogenomics , Signaling Pathways , Panel , Variant , Bioinformatics

Detection of genomic variants of Pain, anti-inflammatory and immunomodulating signaling pathways by analyzing of Whole-Exome sequencing results in Iran

زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي

Introduction: Next-generation sequencing (NGS) technologies, particularly whole-exome sequencing (WES), have yielded encouraging results in pharmacogenomics (PGx), with a high accuracy of 91-99%. A PGx-based panel can be used to reduce adverse drug reactions (ADRs) while increasing therapeutic effectiveness. Therefore, this study aimed to investigate the WES results by a PGx-based panel containing genes involved in pain signaling pathways, anti-inflammatory and immunoregulatory factors (PAIma). Material and Methods: Totally, 200 unrelated healthy Iranians (100 from Kermanshah and 100 Guilan provinces) were included in this study. WES results of 100 Kurdish people were analyzed through the PAIma panelin NGS analysis. Following DNA extraction,100 healthy Guilak people were genotyped by Multiplex-ARMS PCR. Further bioinformatics investigations were performed on 128 candidate genes, which were as follow: protein-protein interactions (PPIs), gene-miRNA interactions (GMIs), protein-drug interactions (PDIs), protein-chemical interactions (PCIs), and systems biology using STRING-MODEL, miRTargetLink2, NetworkAnalyst, and Enrichr, respectively. Results: Preliminary results revealed a PGx-based panel (PAIma) containing 128 genes. 55,590 annotations were filtered through 21 distinct pathways and 900 variants were accordingly found. Finally, 54 candidate variants (48 nonsynonymous single nucleotide variants (nsSNVs), 2 stop-gained variants, 1 frameshift variant, and 3 splicing variants) remained. Multiplex-ARMS PCR test was successfully set up for 6 PGx actionable variants including rs1695 (GSTP1), rs628031 (SLC22A1), rs17863778 (UGT1A7), rs16947 (CYP2D6), rs2254701 (CYP3A7) and rs2515641 (CYP2E1). Further investigations at synergistic-epistatic level by MDR and ViSEN, indicated deeper relationships of SNPs leading to various Omics findings, especifically, in Phenomics. Conclusion: This study is the first in its kind which reports a novel panel containing PGx-based and population-specific nsSNVs suggesting a list of 128 pharmacogenes for NGS analysis and personalized medicine treatments. Moreover, the bioinformatics results at both gene and variant levels signified that these findings require further validations in future studies.

4