Detección de la evolución adaptativa linaje específica de los genes
expresados ​​en el cerebro humano, utilizando macaco r...
Divergencias genéticas responsables de
las características humanas
P/identificación de genes que se sometieron a
selección...
 Comparación de secuencias de genes ortólogos de humanos y
chimpancés. Concluye que los genes con selección positiva en
h...
 Adquisición secuencia codificantes ortólogas
Se utilizaron:
 Los resultados GeneWise con una puntuación > 35 .
 Los me...
 Inferencia de secuencias ancestrales y Ka / Ks
 Las secuencias ancestrales humano-chimpancé se infiere utilizando el Pr...
 Adquisición de genes expresados mayoritariamente en el cerebro (BME).
 Los datos de la expresión de los 2,633 genes hum...
 Se obtuvieron las secuencias de codificación de 2,633 genes ortólogos en humanos, chimpancés, macaco rhesus y ratón con
...
 Categorías funcionales de los genes que evolucionan rápidamente
 Se obtuvieron la categorías funcionales de los 2633 ge...
 El análisis de los 47 genes considerados de selección positiva en el linaje humano
 Se detectaros 47 genes con importan...
 Comparación de los efectos de la utilización de un grupo externo diferente
 De los 47 genes considerados, 3 genes fuero...
 Se demostró que la restricción selectiva es muy fuerte para los genes de BME en el linaje del chimpancé con el uso de
ma...
 Xiao-Jing Yu, et, al. (2006). Detecting lineage-specific adaptive evolution of brain-expressed genes in
human using rhes...
Detección de la evolución adaptativa linaje específica de los genes expresados ​​en el cerebro humano, utilizando macaco r...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Detección de la evolución adaptativa linaje específica de los genes expresados ​​en el cerebro humano, utilizando macaco rhesus como grupo externo.

458 visualizaciones

Publicado el

Detección de la evolución adaptativa linaje específica de los genes expresados ​​en el cerebro humano, utilizando macaco rhesus como grupo externo.

(

Publicado en: Ciencias
0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
458
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
3
Acciones
Compartido
0
Descargas
2
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Detección de la evolución adaptativa linaje específica de los genes expresados ​​en el cerebro humano, utilizando macaco rhesus como grupo externo.

  1. 1. Detección de la evolución adaptativa linaje específica de los genes expresados ​​en el cerebro humano, utilizando macaco rhesus como grupo externo. (Detecting lineage-specific adaptive evolution of brain-expressed genes in human using rhesus macaque as outgroup Alumno: Muñoz Herrera David Profesora: Dra. María Benita Fernández Salgado Semestre 2014/2
  2. 2. Divergencias genéticas responsables de las características humanas P/identificación de genes que se sometieron a selección darwiniana positiva durante la evolución humana. Se llevo a cabo análisis basados en filogenia de genes expresados en el cerebro humano utilizando macaco rhesus como grupo externo.
  3. 3.  Comparación de secuencias de genes ortólogos de humanos y chimpancés. Concluye que los genes con selección positiva en humanos tienen funciones biológicas, como: olfato, la percepción sensorial, y el transporte.  Genes implicados en la percepción sensorial y el sistema inmunológico tienden a evolucionar con rapidez debido a la selección positiva.  Los genes implicados en la apoptosis, la gametogénesis, y en el proceso de defensa / inmunidad tienden a evolucionar bajo la selección positiva en humanos.
  4. 4.  Adquisición secuencia codificantes ortólogas Se utilizaron:  Los resultados GeneWise con una puntuación > 35 .  Los mejores punto de corte (longitud de la proteína emparejada / longitud total de proteína) e identidad (longitud de la proteína / longitud total emparejada con concordancia exacta), de la proteína humana y una secuencia especifica correspondiente a ADN de chimpancé.  Se obtuvieron secuencias de codificación homólogas en el chimpancé 9, 134 (89,6%) .  Otro criterio , si la ubicación en genoma del segmento emparejado corresponde a un gen humano, la secuencia de codificación de chimpancé fue entonces considerado como la secuencia de codificación ortólogos del gen humano . Un total de 7.070 genes ( 69,4 %) se obtuvieron después de esto. Finalmente 2633 secuencias de genes ortólogos se obtuvieron después de buscar en el genoma de macaco rhesus. Secuencias de humanos obtenidas de la secuencia de Referencia del NCBI Información de expresión de la base de datos de NCBI, UniGene. TBLASTN, secuencias de proteínas humanas fueron comparadas contra el genoma del chimpancé. SOLAR (Sorting Out Local Alignment Results) analizó los resultados TBLASTN Secuencia de la proteína humana se comparó con la secuencias de segmentos de ADN del chimpancé por utilizando GeneWise. 10,184 secuencias
  5. 5.  Inferencia de secuencias ancestrales y Ka / Ks  Las secuencias ancestrales humano-chimpancé se infiere utilizando el Programa baseml. Utilizando las secuencias de ortólogos de humanos, chimpancés, macacos y ratón. Los sitios de la secuencia con diferentes nucleótidos en las tres especies comparadas se eliminaron del análisis.  El programa yn00 fue empleado para estimar la relación Ks y Ka. Para probar si la proporción Ka / Ks fue significativamente mayor que 1 , se aplicó el modelo branchsite A.  La relación de Ka/Ks. (relación entre el número de sustituciones no sinónimas y el número de sustituciones sinonimas) mide la presión selectiva en el nivel molecular, una alta relación de Ka/Ks inidica que la evolución esta bajo selección positiva.  Análisis de categorías funcionales  Categorías funcionales se obtuvieron a partir del software PANTHER. Los genes se seleccionaros sólo si la puntuación era mejor que la E -3 y clasificaciones funcionales se mantuvieron para el análisis sólo si la categoría constaba de al menos 20 genes. Se identificaron un total de 71 categorías de procesos biológicos y 61 categorías de función molecular .
  6. 6.  Adquisición de genes expresados mayoritariamente en el cerebro (BME).  Los datos de la expresión de los 2,633 genes humanos fueron tomadas del Atlas de Expresión Génica, que contiene los datos de expresión de 79 tejidos humanos. Esos genes con los valores máximos en la corteza prefrontal , todo el cerebro adulto, y el cerebro fetal se consideraban como los genes mayoritariamente expresados en el cerebro.  Las pruebas de significación estadística  Para evaluar si las relaciones Ka / Ks de genes BME en el linaje humano fueron más altos que en el linaje del chimpancé , se utilizó el Wilcoxon , prueba evalúa la probabilidad de la hipótesis nula de que dos grupos de pares de datos se extrajeron de la misma distribución subyacente.
  7. 7.  Se obtuvieron las secuencias de codificación de 2,633 genes ortólogos en humanos, chimpancés, macaco rhesus y ratón con criterios rigurosos.  Usando macaco rhesus como grupo externo, inferimos las secuencias ancestrales del ser humano y el chimpancé, La presión selectiva se medio por la relación de Ka/Ks. Que fue de 0,22 para el linaje humano y 0,25 para el linaje del chimpancé, lo que indica que en general las presiones selectivas sobre los genes expresados en el cerebro son similares entre humanos y chimpancés.  Patrón evolutivo de los Genes BME  Se obtuvieron los perfiles de expresión, los genes con la máxima expresión en el cerebro fueron seleccionados. Después de la eliminación de los genes sin sustituciones ( Ka = 0 , Ks = 0 ) , se seleccionaron un total de 129 genes humanos y de 134 genes de chimpancé con la máxima expresión en el cerebro, se compararon las relaciónes de Ka/Ks de los genes de BME con los genes no BME en los linajes de humanos y chimpancés, respectivamente . Los resultados indicaron que las proporciones de Ka / Ks de los genes BME en chimpance son significativamente mas bajos que los no BME (selección negativa de los genes BME). Esta diferencia implica una evolución más rápida de los genes de BME en el linaje humano que en el linaje de chimpancé ( Tabla 1 ) , lo que podría ser causado por cualquiera de selección darwiniana positiva.
  8. 8.  Categorías funcionales de los genes que evolucionan rápidamente  Se obtuvieron la categorías funcionales de los 2633 genes basado en el sistema de clasificación Panther. Se eliminaros 360 genes humanos y de 448 genes de chimpancé sin sustituciones para el análisis. Muchos de los genes con el proceso biológico desconocido estuvieron implicados en varias categorías de funciones moleculares conocidas como factores de transcripción. Varios genes agrupados en " función molecular sin clasificar" se clasificaron en categorías de procesos biológicos conocidos , incluido el tráfico intracelular de proteínas y la espermatogénesis y la motilidad.  Tanto en el los linajes del chimpancé y humano , los genes relacionados con la defensa inmune evolucionaron rápidamente. Los genes relacionados con la defensa tienden a estar bajo la selección positiva. Otras categorías que habían sido identificados como bajo la selección positiva anteriormente también fueron observados en nuestro estudio, incluyendo la adhesión celular, la matriz extracelular , y el factor de transcripción en dedo de zinc. Mediadores de las vías de señalización son genes que evolucionan rápidamente. Involucrados en el sistema inmunológico, la rápida evolución de estos genes confirmó la propuesta de selección positiva de los genes relacionados con la función inmunitaria.
  9. 9.  El análisis de los 47 genes considerados de selección positiva en el linaje humano  Se detectaros 47 genes con importantes relaciones Ka / Ks > 1 en el linaje humano. Después del análisis estadístico no se mostraron diferencias significatióvas. Por lo tanto , el uso de macaco rhesus como la especie del grupo externo es más sensible para detectar los genes seleccionados positivamente.  Para los genes 47 considerados: ◦ 6 están implicados en la gametogénesis y el proceso de desarrollo. ◦ 6 en el metabolismo del ácido nucleico. ◦ 8 en la señal transducción. ◦ 4 en la inmunidad.  Sólo 2 genes relacionados con el sistema nervioso están en la lista de candidatos (NPY , EPS15 ) , NPY también está implicado en la transducción de señales. Lo que sugiere que el número de genes relacionados con neurofuncion que contributen a la capacidad cognitiva humana durante la evolución puede ser muy pequeña .
  10. 10.  Comparación de los efectos de la utilización de un grupo externo diferente  De los 47 genes considerados, 3 genes fueron mostraron ser seleccionados positivamente en el linaje humano. La discrepancia podría ser causada por el uso de un conjunto de datos diferente ( por ejemplo, la longitud de los genes puede ser diferente) y/o el uso de diferentes grupos externos.  Se realizó un análisis comparativo con los diferentes grupos externos, con raton y macaco rhesus, para ver si el uso de los diferentes grupos externos tiene algún efecto en la detección de genes seleccionados positivamente en los seres humanos. Las secuencias de los genes fueron editadas de modo que todos los genes tienen la misma longitud, tanto en el grupo humano-chimpancé-macaco (HCR) y el grupo humano-chimpancé-ratón (MCH). Un total de de 333 y 276 genes con Ka / Ks > 1 fueron detectados en HCR y HCM , respectivamente; 28 y 26 genes fueron estadísticamente significativos . Sin embargo , de estos genes , sólo 16 fueron compartidos entre HCR y HCM, lo que implica que el uso de los diferentes grupos externos dar lugar a diferentes inferencias. Esta diferencia podría deberse a diferentes a la profunda divergencia entre los humano el chimpancé y el ratón. Un grupo externo estrechamente relacionados (macaco) sirve mejor para inferir patrones de evolución molecular y para identificar genes sometidos a la evolución adaptativa .
  11. 11.  Se demostró que la restricción selectiva es muy fuerte para los genes de BME en el linaje del chimpancé con el uso de macacos rhesus como grupo externo y que los genes expresados en el sistema nervioso mostraron un aumento relativo de la tasa de evolución en humanos en comparación con el chimpancé .  Los genes de la defensa inmune evolucionan rápidamente en los seres humanos y los chimpancés . Sin embargo, hay tres categorías relacionadas con la función inmunitaria (células T mediada por la inmunidad, la inmunidad y la defensa, y proteínas de defensa) que muestran una rápida evolución en el linaje del chimpancé, pero sólo uno (proteína de defensa) en el linaje humano, lo que implica que puede haber más genes relacionados con la inmunidad en chimpancé sometidos a la evolución adaptativa.  Se identificaron 47 genes que habían sido sometidos a selección positiva en el linaje humano. Estos genes están implicados en la gametogénesis , el desarrollo , la transducción de señales , y la defensa inmune. Además , se detecto la evidencia de selección positiva en el NPY ( neuropéptido Y ) y EPS15 (relacionado con la liberación de neurotransmisores) , dos genes relacionados con el sistema nervioso, que no se había informado anteriormente . “El NPY tiene una actividad vasoconstrictora muy potente y, aunque no se sabe si actúa como neurotransmisor o neuromodulador, se ha comprobado que es liberado por los nervios esplénicos y que modifica la liberación de noradrenalina y acetilcolina in vitro.”
  12. 12.  Xiao-Jing Yu, et, al. (2006). Detecting lineage-specific adaptive evolution of brain-expressed genes in human using rhesus macaque as outgroup. Genomics, Elsevier. 88 p.p. 745–751  Revista digital universitaria (2012). Relación ka/ks. Citado el 10 de Mayo del 2014 en: centrodeartigos.com/revista-digital-universitaria/contenido-28388.html  Castillo, A. (2010). Selección Natural a nivel molecular. Citado el 10 de Mayo del 2014 en: www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/530/cap1.pdf  Tovar, J. (2004). Neuropéptido Y, NY. Citado el 10 de Mayo del 2014 en: www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/neurobioquimica/NY.htm

×