ارزیابی قابلیت کاربرد دمای ذوب محصولات PCR ژن‌های مورد استفاده در بررسی‌های فیلوژنتیکی به منظور شناسایی تاکسون‌های مارها

فصلنامه زیست شناسی جانوری

مقاله 8، دوره 11، شماره 3، خرداد 1398، صفحه 71-84   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

نویسندگان

لیلا مرادی جافری؛ سکینه کاظمی نورعینی^* ؛ اسکندر رستگار پویانی

گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

چکیده

دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) مولکولی است که دستورالعمل‌های ژنتیکی مورد استفاده در توسعه و عملکرد همه موجودات زنده شناخته شده را رمزگذاری می‌کند و برای ذخیره سازی اطلاعات بیولوژیکی بسیار مناسب است. امروزه، توالی­های DNA منابعی برای شناسایی گونه­ها و روابط فیلوژنتیکی آن‌ها هستند. علی‌رغم فن‌آوری­های نوین شامل تعیین توالی نسل جدید و DNA بارکدینگ، هنوز نیاز به یک روش سریع، ارزان و قابل اعتماد برای شناسایی گونه­ها به ویژه در ارگانیسم‌های تعریف شده که از لحاظ مورفولوژی دارای موارد ابهام هستند، وجود دارد. در این مطالعه، به بررسی اینکه آیا برخی از خواص شیمیایی بیوفیزیکی محصولات PCR مانند نقطه ذوب قبل از تعیین توالی می‌توانند برای شناخت هویت نمونه‌های مورد علاقه استفاده شوند، پرداخته‌ شد. تعیین دمای ذوب محصولات PCR در بین اکثر روش‌های آزمایشگاه‌های زیست شناختی مولکولی در دسترس است. این مطالعه بر استفاده‌ی بالقوه از دمای ذوب (Tm) محصولات PCR ژن‌های 16S و Cyt b (ژن‌های پرکاربرد در مطالعات فیلوژنتیکی) با استفاده از دستگاه real-time PCR برای شناسایی گونه­های مختلف مارها از ایران متمرکز شده است. نتایج اولیه از این دو ژن امیدوارکننده است اگرچه برای ارتقای حساسیت آن نیازمند مراحل تکمیلی می‌باشد. توسعه این روش می‌تواند در یک ارزیابی سریع تعیین گونه کاربرد داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

دمای ذوب؛ فیلوژنی مولکولی؛ مارها ژن سیتوکروم b؛ ژن 16S

مراجع

1. Degli Esposti  M., De Vries  S., Crimi  M., Ghelli  A., Patarnello  T.,  Meyer  A. 1993. Mitochondrial cytochrome b: evolution and structure of the protein.  Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Bioenergetics,1143(3), 243-271.

2. Dhama K., Chakraborty S., Tiwari R., Verma A.K., Saminathan M., Malik Y.S., Nikousefat Z., Javdani M., Khan R.U., 2014. A concept paper on novel technologies boosting production and safeguarding health of humans and animals. Research Opinions in Animal and Veterinary Sciences, 4(7): 353-370.

3. Ghazali  S.N., Ahmad  A., Quraishia S.F., PanneerchelvamS., Rashid N.H.A. 2016. Molecular characterization of ornamental fish (Poeciliidae) using mitochondrial DNA 12S rRNA and 16 S rRNA genes. Annals of Biological Research, 7(5): 5-11.

4. Graur D., Li W.H., 2000. Molecular Evolution., 2^nd. ed. (pp. 1-6): Sinauer Associates. Massachusetts.

5. Holmes D.J., Jasienska G., 2017. Evolutionary Medicine and Life History Theory The Arc of Life. Springer. NewYork. pp. 11-15.

6. Hsieh H.M., Liao S.P., Huang L.H., Kuo Y.C., Lin A., Lee J., Tsai L.C.,2008. Species identification of fragmented turtle shells by cytochrome b gene. Forensic Science Journal,7: 45-47.

7. Kapli P., Botoni D., Ilgaz C., Kumlutas Y., Avcı A., Rastegar-Pouyani N.,Fathinia B., Lymberakis P., Ahmadzadeh F., Poulakakis N., 2013. Molecular phylogeny and historical biogeography of the Anatolian lizard Apathya (Squamata, Lacertidae). Molecular Phylogenetics and Evolution, 66: 992e1001.

8. Kumar S., Rzhetsky A., 1996. Evolutionary relationships of eukaryotic kingdoms. Journal of Molecular Evolution,42(2), 183-193.

9. Ming L., Yi L., Guo F., Siriguleng S., Jirimutu J. 2016. Molecular phylogeny of the Bactrian camel based on mitochondrial Cytochrome b gene sequences. Genetics and Molecular Research,15: 15038983.

10. Owczarzy R., Tataurov A.V., Wu Y., Manthey J.A., McQuisten K.A., Almabrazi H.G., Pedersen K.F., Lin Y., Garretson J., McEntaggart N.O., Sailor C.A., Dawson R.B., Peek A.S., 2008. IDT SciTools: a suite for analysis and design of nucleic acid oligomers. Nucleic Acids Research, 36(suppl. 2): W163−W169.

11. Pei A.Y., Oberdorf W.E., Nossa C.W., Agarwal A., Chokshi P., Gerz E.A., Poles M., 2010. Diversity of 16 S rRNA genes within individual prokaryotic genomes. Applied and Environmental Microbiology, 76(12): 3886-3897. 

12. Pereira F., Carneiro J., Amorim A., 2008. Identification of species with DNA-based technology: current progress and challenges. Recent Patents on DNA and Gene Sequences,2(3): 187-200.

13. Raupach M.J., Radulovici A.E., 2015. Looking back on a decade of barcoding crustaceans. Zookeys, 539: 53-81

14. Reed G.H., Kent J.O., Wittwer C.T. 2007. High-resolution DNA melting analysis for simple and efficient molecular diagnostics. Pharmacogenomic, 8(6): 597-608

15. Rokas A., Ladoukakis E., Zouros E., 2003. Animal mitochondrial DNA recombination revisited. Trends in Ecology and Evolution, 18(8): 411-417.

16. Sacchi C.T., Whitney A.M., Mayer L.W., Morey R., Steigerwalt A., Boras A., Popovic T., 2002. Sequencing of 16 S rRNA gene: a rapid tool for identification of Bacillus anthracis. Emerging Infectious Diseases,8(10): 1117-1123.

17. Singh A., 2012. Molecular taxonomy: use of modern methods in the identification of a species. International Journal of Life Sciences,2(1): 143-147.

18. Tiwari A., Wadhwa V., 2005. MeltDNA: Tool for prediction of DNA duplex hybridization and melting thermodynamics. Bioinformatics India. 1: 35-43.

19. Tsai L.C., Huang M.T., Hsiao C.T., Lin A. C.Y., Chen S.J., Lee C., Hsieh H.M. 2007. Species identification of animal specimens by cytochrome b gene. Forensic Science Journal, 6(1): 63-65.

20. Větrovský T., Baldrian P. 2013. The variability of the 16 S rRNA gene in bacterial genomes and its consequences for bacterial community analyses. PLoS One,8(2): e57923.

21. Wittwer C.T., 2009. High resolution DNA melting analysis: advancements and limitations. Human Mutation,30(6): 857-859.