Bireysel İnsan Genomları Rekombinas-Başlaması Haritaları

Mayoz Rekombinasyonun dramatik olaylar ebeveyn kromozomlar arasında genetik bilgi alışverişi ile sonuçlanacak ve genetik olarak farklı gametlerin üretimini sağlamak. Rekombinasyon programlanmış DNA çift iplikli kırılmalara oluşumu (DSBs) başlatılır, ve en çok DSBs PRDM9 proteininin DNA bağlama spesifikliği tanımlayan ayrık sıcak noktalar meydana gelir. DNA bağlayan PRDM9 çinko parmakların tandem dizisi son derece polimorfik olduğunu ve farklı varyantları farklı DNA bağlanma tercihleri vardır. Bağlama müteakiben PRDM9 yerel kromatin çevre değiştirmek için DSB oluşumu için SPO11 işe düşünülmektedir. Öz değişmesine ait DSBs ağırlıklı olarak karşılıklı bir genetik değişim homolog kromozomlar veya noncrossovers arasında meydana genetik geçitler ya sebebiyet veren, homolog yeniden bağlama aracılığıyla tamir edilir.

Mayotik DSB insan erkek bireylerde alır. Miyoza ait hücreler içinde, programlanmış öz değişmesine ait DSBs oluşumu ebeveyn homolog kromozomlar arasındaki genetik malzemenin sonraki değişimini kolaylaştırır. Mayoz rekombinasyon siteleri incelemek için mevcut tüm yöntemler bu genetik değişim tespit güveniyor. DMC1 protein mayoz DSBs etrafında DNA'ya bağlanır, ve bu çalışmada, biz DMC1 protein tarafından bağlanan DNA aşağı çekmek için bireysel erkeklerden testis biyopsi kullanılır. Böylece beş ayrı erkeklerde mayoz DSBs siteleri belirledi. Analiz ve çıkan PRDM9 özgü, kişisel genom haritalarının karşılaştırılması genomik bozuklukları mayoz, genom evrimi, geçit oluşumu, insan nüfus yapısı ve yatkınlık başlatmak mekanizmaları irdeliyoruz.

Gerekçe
Rekombinasyon hotspot oluşumu anlayışımızda son gelişmelere rağmen, rekombinasyon başlatılması yeterince anlaşılamamıştır. Güncel yaklaşımlar öncelikle, DSB onarım olası sonuçlardan sadece biri genetik geçitler tespit insanlarda mayoz rekombinasyonun erken adımları incelemek için. Ayrıca bu yöntemler, cinsiyet ve nüfus ortalamasını, kararı ile sınırlıdır, ya da analiz genom uzatmak için bir yetersizlik tarafından edilir. Bu sınırlamaları aşmak için, biz inşa edilmiş ve yüksek çözünürlük, insan genomunda mayoz DSBs bireysel-özel haritalar analiz.

Sonuçlar
Beş erkeklerde öz değişmesine ait DSBs haritaları rapor: PRDM9 bir alel için ve daha az rastlanan PRDM9 B veya PRDM9 Cı aleller için en yaygın PRDM9 alel (PRDM9 A) ve üç heterozigoz iki homozigoz. Biz PRDM9 C alel ayrı bir özgüllüğü sahipken PRDM9 A ve PRDM9 B, benzer DSB noktaları tanımlamak bulabilirsiniz. İnsan nüfusu LD harita PRDM9 alel-spesifik DSB haritaların süperimpozisyon olduğunu gösterir ve bireysel haritaların katkısı PRDM9 alel orantılı olmasıdır bağlantı dengesizliği (LD) ile DSB hotspot haritaların karşılaştırılması rekombinasyon oranları tahminleri tabanlı Modern Afrikalılar frekans. Aynı PRDM9 allelleri olan kişilerde, DSB noktaları üzerinde 5% gücü değişir, ancak bu varyasyonun az buçuk farazi PRDM9 bağlanma noktalarındaki dizi farklılaşması ile açıklanabilir. Biz de PRDM9 heterozigozite hotspot gücünü etkilediğini bulmak. İnsan Erkeklerde DSBs, geçitler gibi subtelomerik bölgelerde daha sık meydana gelir ve çapraz hız DSB frekans bizim tahmin ile doğrudan orantılıdır. Bu DSB başlatma frekans insan erkeklerde çaprazlama oranı önemli bir sürücü olduğunu gösterir. Biz GC-önyargılı gen dönüşüm ve DSB hotspot'larda rekombinasyon'a birleştiğinde mutagenezin ayrı imzalarını tespit. Buna ek olarak, DSB hotspot homoloji aracılı mekanizmalar aracılığıyla ortaya çıkmaktadır kopya sayısı varyantları kırılma noktaları zenginleşmiştir. Bu varyantlar, genomik bozukluklara neden olabilir, ve gerçekten de PRDM9 A tarafından tanımlanan öz değişmesine ait DSBs genellikle hastalığı ile ilişkili kromozomal kesme noktaları denk olduğunu bulmak.

Sonuçlar
Bireysel insan erkeklerde Bizim genom rekombinasyon başlatma haritaları PRDM9 proteinin spesifik alellerin tarafından tanımlanan rekombinasyon başlatma yerlerinin görülmemiş çözünürlük sunuyor. Bizim analizi DSB frekans çapraz frekansın birincil belirleyicisi olduğunu gösterir, ve PRDM9 rekombinasyon inisiyasyon frekansını modüle dışında başka faktörler. Ayrıca öz değişmesine ait DSB onarım ve daha sonra yeniden birleştirme hem lokal hem de yapısal yeniden düzeyinde genom dizilerini etkileyen bulabilirsiniz. Birlikte ele alındığında, bu veriler genetik rekombinasyon, mayoz ve genom istikrar gelecek çalışmalar için bir temel oluşturacaktır.