بررسی واریانت های مرتبط با Longevity در سالمندترین فرد ایرانی توسط روش Whole Exome Sequencing
[پایاننامه]
Investigation about variants which are involved in longevity in the oldest Iranian guy by Whole Exome Sequencing
علوم بهزیستی و توانبخشی University of Social Welfare and Rehabilitation sciences)۹
، ۱۳۹۳
ی،۱۷۲ص.
چاپی
کارشناسی ارشد
ژنتیک انسانی Human Genetics
علوم بهزیستی و توانبخشی University of Social Welfare and Rehabilitation sciences)۹
افراد با عمر بالای 110 سال به طور معمول بیماری های مرتبط با افزایش سن را تا آخرین سال های عمرخود بروز نمی دهند، به همین دلیل مطالعه ی اساس ژنتیکی پدیده ی طول عمر بیش از حد معمول از اهمیت بالایی برخوردار است .آشکار است که فاکتورهای ژنتیکی نقش برجسته ای در ادامه ی حیات پس از نود سال بازی می کنند ، اما نحوه ارتباط بین واریانت های ژنتیکی و این پدیده هنوز مبهم است .هدف از انجام این پروژه بررسی همین ارتباط بود که در سالمند ترین فرد ایرانی انجام شد .بدین منظور از نمونه ی خون محیطی، DNA ژنومی استخراج و توالی یابی کل اگزون ها صورت گرفت .جهت تفسیر اطلاعات از پنج فرضیه در مورد ارتباط واریانت های ژنتیکی با پدیده ی طول عمر بیش از حد معمول استفاده شد : فرضیه اول :واریانت های موجود در ژن های مسیرهای مختلف متابولیک در ایجاد این فنوتایپ نقش دارند .فرضیه دوم :تعداد واریانت های دارای همراهی با بیماری ها در افراد افراد با عمر بالای 110 سال کمتر از افراد عادی است .فرضیه سوم :واریانت های نادر باعث رخداد چنین حالتی می شوند .فرضیه چهارم :ژنوم این گروه از افراد غنی از واریانت های دارای همراهی با طول عمر بیش از حد معمول است .فرضیه پنجم :واریانت های مسیرهای بیولوژیکی حیاتی در ایجاد این پدیده دخیل اند .به منظور آنالیز داده ها نیز از ابزارهای و پایگاه های مختلف بیوانفورماتیکی نظیر DAVID 6.7، BIODBNET،THE NHLR GWAS catalog، Mutation taster ،dbNSFP، VEP ،طول عمر بیش از حد معمول map Geneage ، Galaxyو UCSC genome browser بهره گرفته شد .نتایج هر فرضیه بدین شرح است :در مورد فرضیه اول، از 27 واریانت قرار گرفته در مسیرهای متابولیکی فرد در 18 واریانت دارای آلل محافظت کننده بود .برای فرضیه دوم، 113 واریانت دارای همراهی با بیماری ها یافت شد که از این بین، 12 واریانت برای ریسک آلل، ژنوتیپ هموزیگوت داشتند.در مورد فرضیه سوم، 25 واریانت نادر در ژن های طول عمر بیش از حد معمول و aging پیدا شدند و پیرامون فرضیه چهارم نیز، نه واریانت تاکنون دارای همراهی با طول عمر بیش از حد معمول در نمونه یافت شد.در مورد فرضیه پنجم نیز واریانت های نادر و شایع با اثر عملکردی متفاوت جدا شدند. نتایج حاصل از این تحقیق در راستای فرضیه اول بود و فرد در 66/66 درصد از این واریانت ها حامل آلل محافظت کننده بود .داده های حاصل از فرضیه دوم آماده مقایسه با پژوهش های مشابه آتی است اگرچه تاکنون این فرضیه رد شده است ..در فرضیه سوم ، واریانت های نادر این مطالعه در جهت این فرضیه میباشند ولی بررسی های بیشتر بر روی سایر افراد افراد با عمر بالای 110 سال جهت مقایسه نیاز است .در فرضیه چهارم به نظر میرسد واریانت های دارای همراهی با طول عمر بیش از حد معمول در ایجاد این پدیده نقش داشته باشند اما نتایج این تحقیق نشان داد که وجود تعداد بالایی از این دسته از واریانت ها برای رخداد این پدیده الزامی نیست.در مورد فرضیه پنجم مطالعات بیشتر مشابه نیاز است تا بتوان نتایج را مقایسه و آنالیز آماری کرد. توالی یابی نسل جدید چشم انداز جدیدی جهت درک بهتر زندگی همراه با سلامتی و طول عمر بیش از حد معمول پیش رویمان گذاشته است .مبرهن است که نتایج حاصل از این مطالعه قابل تعمیم نخواهد بود اما این نخستین گام در جهت تفحص پیرامون زمینه ژنتیکی پدیده طول عمر بیش از حد معمول در ایران است . واژگان کلیدی :توالی یابی کل اگزون ها، ایران ، افزایش طول عمر، سالمندی، بیوانفورماتیک فهرست مطالب :
Studying the genetic basis of human longevity is an important field of study, because most super-centenarian dont show age related disease until the last few years of their life. Its obvious that genetic factors play an important role on survival beyond ninety years, but the exact correlation between genetic variants and this phenomenon is still unknown. The aim of this project was to investigate the correlation between different genetic variants and human longevity in the oldest living Iranian individual. At first we conducted high quality DNA extraction on peripheral blood sample. Then the whole exome sequencing was performed on the germline DNA and tertiary analysis was on the basis of five different genetic hypotheses which have been described in the following: First, the metabolic variants hypothesis which suggests variants within the metabolic pathways can affect lifespan and create phenotype of longevity. Second, the lack or reduced number of disease-associated variants can cause healthy aging. Third, the rare variants can develop this phenotype and fourth, the enrichment of longevity variants which may be involved in developing of this condition.Fifth, variants which lie within the critical biological pathways are important in creating this phenomenan var.For analysis of the data, different bioinformatic softwares and databases like IGV2.3, DAVID 6.7, BioDBnet, The NHLR Catalog of GWAS, dbNSFP, Longevity Map, Geneage, Galaxy UCSC genome browser and et cetera were used. For the first hypothesis, this research found that 66.66 percent of all the metabolic variants (27 variants) have encompassed protective allele. For the second hypothesis, our study revealed 113 diseased-associated variants within which, 12 of them were homozygote for the risk allele. For the third hypothesis, our project discovered 25 novel variants in aging and longevity genes and for the fourth hypothesis; just nine longevity-associated variants were detected and for the last hypothesis we have sorted common and rare variants with different functional effect. The results of this study were agreed with the first hypothesis, because the number of variants with protective allele were considerable.The second hypothesis has been rejected by now but our data is provided for comaring with other projects.We found 25 novel variants in aging and longevity genes. These novel variants may shed light on the rare variant hypothesis, but, still more super-centenarian studies are needed for judging this hypothesis.Although longevity-associated variants seem to play role in the phenotype of longevity but it doesnt seem necessary to have a high number of these variants for developing phenotype of longevity, because the case only showed nine of them . For the fifth hypothesis, we have created an assortment which needs more studies on different supercentenarian samples to be able to perform statistical analysis. The advent of the whole exome sequencing has opened a new insight to find more about the secret of healthy living and also longevity. Its obvious that we cant generalize the results, but this is the first step toward investigation of the genetic basis of human longevity in Iran. Key Words: Whole exome sequencing, Iran, longevity, aging, bioinformatics
ba
Investigation about variants which are involved in longevity in the oldest Iranian guy by Whole Exome Sequencing