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Articles by Igor V. Sharakhov in JoVE
JoVE General
자동을 사용하여 염색체의 높은 처리량 물리적 매핑
Department of Entomology, Virginia Tech
JoVE Immunology and Infection
형광성의
Department of Entomology, Virginia Tech
즉 세 모기 장군, 중
Other articles by Igor V. Sharakhov on PubMed
뒤집어 및 유전자 순서 Anopheles Gambiae A. Funestus에서 걸어 갔다
열 대 아프리카의 Anopheles funestus 3 개의 가장 중요 한 말라리아 벡터 중 하나입니다. 우리가 물리적으로 매핑된 157 A. funestus이 수이 종 polytene 염색체를 보완 DNAs (cDNAs). 시퀀스는 Cdnas의 synteny, 유전자 순서 및 순서 보존 A. funestus A. gambiae 사이 비교 게놈 연구의 일환으로 A. gambiae 게놈을 silico에 매핑 되었습니다. 이 종과 같은 subgenus에 대 한 최근 인간과 침팬지로 갈라. Synteny의 거의 완벽 한 보존에도 불구 하 고 유전자 순서 따라 해당 염색체 팔의 실질적인 더미를 찾았습니다. 이러한 종 분기 이후 적어도 70 염색체 뒤집어 해결 되었습니다, 공부까지 모든 진핵생물의 재배치에 대 한 가장 높은 속도. Paracentric 뒤집어 및 제한 된 colinearity의 높은 발생률을 한 anopheline 유전자를 찾는 종은 다른 유전자 순서에 따라 제한 될 수 있습니다 밀접 하 게 관련된 taxa 나왔다.
중단점 구조에서 복잡 한 Anopheles Gambiae Interspecific 염색체 반전 (2La)의 독특한 원산지를 보여준다
Paracentric 염색체 뒤집어 organismal 진화의 주요 건축가 및 anopheline 모기에서 말라리아 전송에 관련 된 각 색 한에 연관 된. 그들의 근원 및 유지 보수, 아직도 제대로 이해 하는 일을 담당 프로세스 반전 중단점 시퀀스의 분석에 의해 조명 수 있습니다. 여기, 우리가 보고 주 말라리아 벡터 Anopheles gambiae에서에서 염색체 반전 2la와 복잡 한 A. gambiae에서 그 친척의 중단점 구조. 표준 원심 및 인접 중단점 (2 L + a) 유전자 중복을 포함 하는 배열: 전체 길이 유전자와 반대편 끝 잘린된 복사본. 대체 정렬 (2La)에 pseudogene 복사본 없이 그대로 유전자를 의미 2 L + a 파생 되 고 중복 유전자 기능을 보존 하기 때문에 가능한 유전자를 손상에도 불구 하 고 했다. Interspecific 2La 반전에 대 한 독특한 원산지 간접 유전자 증거에 의해 이전에 전했다 하지만 중단점 시퀀스 복잡 한 A. gambiae의 구성원에서 강력 하 게 결정 단일 이벤트에서 그들의 강하는 것이 좋습니다. 2L의 파생된 위치 +, 긴이 의학적으로 중요 한 그룹의 조상으로 간주 복잡 한 A. gambiae에서 phylogenetic 역사 및 vectorial 능력의 진화에 대 한 중요 한 의미를 갖는다.
모기의 Anopheles Stephensi에 대 한 표준 Cytogenetic 솔류션 (Diptera: Culicidae): 실제 매핑에 대 한 응용 프로그램
실제 게놈 매핑을 위해 Anopheles stephensi (Liston)에 대 한 새로운 cytogenetic 솔류션 개발 했습니다 (Diptera: Culicidae), 아시아에서 중요 한 말라리아 벡터. 난소 polytene 염색체의 고해상도 이미지는 정리 하 고 번호가 매겨진된 부문으로 나눈 및 글자 세분. 형광 성 제자리 교 잡 하 여 8 개의 DNA 프로브 정확한 염색체 위치 결정. DNA를 사용 하 여 시퀀스, an. jae stephensi 중 염색체 팔 사이의 통신 설립 Anopheles gambiae (패튼) 및 Anopheles funestus (자일 스). 결과 이전 cytogenetic 관측 종 다 각 화 하는 동안 일어나 팔 translocations의 지원. Cytogenetic 지도 집단 유전학 연구에 유용 하 게, 우리 19 다형 뒤집어 중단점에 대 한 염색체 위치를 표명 했다.
조상의 Autosomal 준비 Anopheles Gambiae 복잡 한 재구성
복잡 한 Anopheles gambiae의 구성원 너무나 독특한 생태 적응 행동과 vectorial 용량의 있다. 복잡 한 phylogenetic 관계 유추 하는 것은 원점과 epidemiologically 중요 한 특성의 상실과 관련 된 genomic 변경을 식별 하는 데 중요 합니다. 그러나, 높은 수준의 시퀀스 유사성, 유전자 introgression 및 공유 분자 조상의 polymorphisms 어려운 A. gambiae 복잡 한 유전자의 재건. 단지 만약 고정 된 염색체 뒤집어 분포에서 유추할 수 종의 구성원 간의 phylogenetic 관계 outgroup 준비 알려져 있습니다. 이 작품의 목표 가능성을 테스트 하는 조상의 autosomal 준비는 A. 결정의 염색체와 cytogenetic 접근 bioinformatic 조합의 outgroup gambiae 복잡 한 사용 하 여. 복잡 한 A. gambiae의 구성원 및 outgroup 종 A. funestus A. stephensi 사이 뒤집어 최소 수 반전 및 블록 교환 (봄) 프로그램에 의해 여러 게놈 재배열 (MGR) 순열 정렬을 사용 하 여 계산 되었다. A. 숀 염색체의 실제 매핑을 A. gambiae의 근 위 2Ro + 반전 중단점의 분자 좌표 확인. DNA에서 2La + 프로브 및 A. gambiae의 2Ro + 반전 중단점 A. stephensi 염색체에 매핑 되었습니다. 뒤집어 monophyletic 원산지를 가정할 때,이 연구 ingroup의 실제 매핑을 그 결론 및 종 outgroup 반전 중단점 및 종 단지 내 조상의 상 염색체 배열을 식별 하는 데 사용할 수 있습니다. 모두 ingroup에서 중단점의 분자 특성 및 outgroup 종 복잡 한 A. gambiae에서 전도 역사를 재구성을 위한 견고한 기초를 제공할 것입니다.
말라리아 모기의 Anopheles Maculipennis 하위 그룹에 섬으로의 분자 조직
하지만 섬으로 말라리아 모기 게놈의 상당 부분을, 조직, 기능 및 진화 서 투르 게 이해. Anopheles maculipennis 하위 그룹, 유럽 말라리아 모기의 형제 종 pericentric 섬으로;의 형태에서 차이가 눈에 띄는 특징은 그러나 섬으로의 급속 한 진화 변화에 대 한 분자 별로 알려져 있지 않다. 이 연구는 A. maculipennis 하위 그룹에서 nonmodel 종에서 pericentric 섬으로의 분자 조직의 초기 조사를 보고합니다. 분자 정체성과 염색체 현지화 인 A. atroparvus의 pericentric 확산 베타 섬으로에서 얻은 짧은 DNA 조각을 위해 설립 되었다. Atr2R 라이브러리의 102 시퀀스 된 클론 중 20 Anopheles gambiae Aedes aegypti 게놈에서 transposable 요소 (TEs) 시퀀스 유사성을 했다. A. gambiae에서 적어도 6 개의 단백질 코딩 단일 복사 유전자와 Drosophila melanogaster에서 4 개의 단일 복사 유전자 했다 동종 8 개 클론을 도서관에서. 대부분 이러한 보존된 유전자의 heterochromatic A. gambiae에서 했지만 디 melanogaster에서 euchromatic. 나머지 74 클론 noncoding 반복적인 DNA로 특징 했다. 형제 종 A. atroparvus 그리고 A. messeae에서 12 개의 클론의 비교 염색체 매핑 시연 noncoding 반복적인 시퀀스와는 TEs 독립적인 염색체 및 종의 손익 "라이브러리 모델." 따라 형태학 다른 pericentric heterochromatic 지역에서 겪고 있다
말리, 서 아프리카에서에서 Anopheles Funestus의 글로벌 Transcriptome의 비교 분석
Anopheles funestus 말라리아의 주요 벡터 열 대 아프리카의 대부분에 걸쳐 이며 가장 효율적인 중 하나 간주 됩니다, 그것의 종류의 아직이 종족의 연구는 지연 그는 광범위 하 게 sympatric congener an. jae gambiae의 뒤에. An. jae funestus의 미래의 게놈 시퀀싱, 원조 말리, 서 아프리카에서에서 야생 암컷의 자손 혼합된 단계에서에서 파생 된 몸 전체 transcriptome 탐험.
게놈 풍경과 말라리아 모기에 염색체의 진화 소성
Nonrandom 유통 재배열의 게놈 조직 및 진화 잘 이해 하지 진 핵 염색체의 일반적인 기능입니다. 주요 아프리카 말라리아 벡터 Anopheles gambiae 다형성 뒤집어 매우 불규칙적 5 염색체 무기를 분산 하 고 epidemiologically 중요 한을 각 색 한와 연결 됩니다. 그러나, 아니다 분명 염색체 팔의 게놈 콘텐츠는 연관 된 반전 다형성 및 고정 요금.
게놈 매핑과 Anopheles Gambiae 섬으로의 특성 분석
섬으로 염색체 기능과 유전자 조절에 중요 한 역할을 한다. Polytene 염색체 그리고 게놈 시퀀스의 가용성에도 불구 하 고 주요 말라리아 벡터 Anopheles gambiae 섬으로 매핑된 및 되지 특징.
아시아 말라리아 모기, Anopheles Stephensi에 대 한 물리적 지도
실제 매핑을 게놈 조직과 게놈 시퀀스 어셈블리에 관해서는 또한 진화를 공부 하는 데 유용한 방법입니다. 말라리아 모기에 polytene 염색체의 가용성 고해상도 실제 지도 개발 하는 독특한 기회를 제공 합니다. 우리는 Anopheles stephensi polytene 염색체의 379 염색체 사이트로 hybridized 422 DNA 마커 이루어진 0.6 Mb 해상도 물리적 지도 보고. 이것은 an. jae stephensi Anopheles gambiae 말라리아 모기 들 사이 물리적 지도의 밀도만 두 번째. 3 백 60-3 (363) 반면 59 클론 나왔고 여러 신호를 하나의 교배 시킨된 염색체 사이트 프로브. 이 물리적 지도 종에 걸쳐 반전 중단점, 중복, 및 새로운 유전자의 출처를 결정 하는 데 사용 되는 비교 유전체학에 대 한 적당 한 기초를 제공 했습니다.
Anopheles Gambiae의 게놈에서 Ty3/집시 LTR Retrotransposons의 진화 역학
Ty3/집시 요소는 Anopheles gambiae 게놈에서 가장 풍부 하 고 다양 한 LTR-retrotransposon (LTRr) 그룹 중 하나를 나타냅니다 하지만 그들의 진화 역학 자세히 탐험 하지 않은. 여기, 우리가 시내 silico 실시 배포와 업데이트 된 AgamP3 어셈블리에서 1045 복사본의 완전 한 보완의 풍요로 움의 분석. Ty3/집시 요소의 염색체 분배 반비례 x, 가장 위대한 고 대 두 autosomes의 긴 팔 짧은에 큰 밀도와 길이, 팔 관련. 게놈의 다른 heterochromatic와 euchromatic 구획을 고려 우리의 데이터 각 염색체 팔을 따라 LTRrs Ty3/집시의 상대 풍부한 섬으로, 특히 총 팔 길이 기준으로 pericentric 섬으로의 다른 비율에 의해 주로 결정 됩니다 것이 좋습니다. 또한, 염색체 반전 2la의 중단점 영역 LTRrs 위한 피난처 나타납니다. 이러한 요소는 euchromatin, Ty3/집시 복사본의 33%는 유전자 연관에 7-fold 이상 이루어지지 못해. 염색체 3 라운드에 euchromatin Ty3/집시 요소, proviral 시퀀스의 적자와 최저 평균 시퀀스 발산이이 연구에서 분석 된 상 염색체 영역의 특징의 빠른 회전 속도를 보여줍니다. 이 아마 적응형 중요도 3 라운드에 있는 더 긴 보존된 syntenyc 블록의 보존에 대 한 삽입에 대 한 정화 선택의 주 역할을 반영 한다. 일부 Ty3/집시 LTRrs 최근 활동의 증거를 보여 주어, 중요 한 일부분은 유전 드리프트 대상이 분명히 상대적으로 고 대 삽입의 비활성 잔재. 이러한 전산 예측 일관 된 자연 인구 하기 이전 삽입의 투숙 률의 분석 타락 한 복사본이이 모기에 종 범위에 걸쳐 고정 하 고 또한 형제 종 Anopheles arabiensis와 공유 하는 제안.
Anopheles Gambiae 여성 생식 기관에 표현 된 떠들고 프로 테아의 유전자 클러스터의 분자 진화
Post-mating 여러 짝짓기 생물의 프로세스에 관련 된 유전자 coevolution 암-상호 작용 단백질 중 성적인 충돌에 의해 구동으로 인해 급속 하 게 진화를 알려져 있습니다. 말라리아 모기의 Anopheles gambiae-어떤 성적 충돌에서 monandrous 종 결 석 될 것으로 예상 된다 또는 짝짓기 하는 동안 여성 최소-단백질 효소가 낮은 여성 생식 조직에 구체적으로 표현 된 남성 제품의 처리에 관련 된 좋습니다 최근 데이터 전송. 더 나은 응답을 post-mating에 관련 된 단백질의 진화를 기본 선택적 세력의 역할 이해, 우리는 프로 3 떠들고 테아 짝짓기 후 아래로 그 둘 중에 아 트리 움, A. gambiae 여성 spermatheca에 하나 구체적으로 표현에 대 한 인코딩을 유전자 클러스터 분석.
말라리아 모기에 염색체 진화의 암 관련 역학
Subgenus Cellia의 말라리아 모기 종 풍부한 반전 polymorphisms 환경 변수 연관 있다. 다형 뒤집어 염색체 팔 2 라운드 2 L에 있지만 X, 3 라운드와 Anopheles gambiae에서 3 패와 다른 종에서 동종 무기에 클러스터 경향이 있다. 그러나, 그것은 알 수 없으면 여부 subgenus Cellia에서에서 먼 관련 종 동종 염색체 팔에 다 뒤집어 nonrandomly 유전자의 유사한 세트를 공유. 그것은 또한 분명 반전 가난한 염색체 무기의 진화 파손 제약 조건 하에서 경우입니다.
Microsatellite 마커 및 반전 중단점 아시아 말라리아 모기, Anopheles Stephensi에 대 한 통합 된 염색체 지도
Anopheles stephensi 중동 및 파키스탄 인도 대륙에서 말라리아의 주요 벡터 중 하나입니다. 말라리아 모기의 인구 유전 구조를 이해 하는 것이 적절 하 고 성공적인 벡터 제어 전략 개발을 위한 중요 합니다. 유추 taxonomic anopheline 및 채우기 상태에 대 한 일반적으로 사용 되는 표식으로는 microsatellites 염색체 뒤집어 등이 있습니다. 다형 뒤집어에 관하여 microsatellite 마커 염색체 위치에 대 한 지식을 더 나은 자연 인구의 유전자 구조를 이해 하는 데 유용할 수 있습니다. 그러나 microsatellites 인구 유전 연구에 사용 하 여 조각은 일반적으로 성공적인 라벨 및 염색체와 교 잡에 대 한 너무 짧습니다. 우리는 다음 세대 기술로 시퀀싱 A. stephensi 게놈에서 식별 된 microsatellite loci의 확대를 위한 새로운 뇌관 설계. 12 Microsatellites A. stephensi 사용 하 여 형광 성 제자리 교 잡의 난소 간호사 세포에서 polytene 염색체에 매핑 되었습니다. 모든 microsatellites hybridized autosomes, 및 가장 큰 팔 2 라운드로 그들 중에서 독특한 위치에 있습니다. 10 Microsatellites 광범위 한 반전 2Rb 안에 있는 4 loci를 포함 하 여 앞에서 설명한 다형 염색체 뒤집어 안쪽 매핑 되었습니다. 우리는 우리의 매핑 결과 비추어 microsatellite 기반 인구 유전자 A. stephensi에 대 한 사용할 수 있는 데이터 분석. 이 연구 microsatellites 염색체 위치 인구 유전 매개 변수 및 실제 개발의 중요성 nonmodel 유기 체에 대 한 지도 하이라이트의 추정에 영향을 미칠 수 있습니다 하는 방법을 보여 줍니다.
분자 특성화 및 인코딩 아프리카 말라리아 벡터 Anopheles Gambiae 남성 관련 생식 단백질 유전자 가족의 진화
결합, 동안 주요 열 대 아프리카 말라리아는 Anopheles gambiae 벡터 s.s. 고체 질량 (즉, "짝짓기 플러그")으로 여성 남성 액세서리 선 (매기) 단백질 전송. 이 단백질은 여성 post-mating 응답의 중요 한 변조기의 기능 postulated. A. gambiae는 복잡 한에이 단백질의 진화를 기본 선택적 세력의 역할을 이해 하 라는 AgAcp34A-1 AgAcp34A 2 paralog 유전자의 한 쌍에 유전자 시퀀스 및 식 발산의 진화 분석 실시. 이러한 인코딩 매기 특정 단백질, 초파리와 상 동에 따라 정자 생존 능력 및 기능 역할을 가설 되어 있다.
Imaginal 디스크-황열병 모기 Aedes Aegypti의 게놈 매핑에 대 한 염색체의 새로운 원천
모기 Aedes aegypti 뎅기열과 황열병 바이러스에 대 한 글로벌 기본 벡터 이다. Ae의 연속입니다. aegypti 게놈 벡터 생물학과 곤충 게놈 연구를 자극 했다. 그러나, 현재 게놈 어셈블리 염색체에 할당 되는 게놈의 ~ 31% 높은 조각화 되어 있습니다. 실제 매핑에 대 한 염색체의 신뢰할 수 있는 소스의 부족 Ae의 게놈 어셈블리를 개선 하기 위해 주요 장애물이 되었습니다. aegypti입니다.
아프리카 말라리아 벡터 Anopheles Nili 연구에 대 한 집단 유전학 도구 상자 개선: 염색체를 Microsatellite 매핑
Anopheles nili 습 한 사바나에 있는 말라리아의 주요 벡터와 사하라 사막 이남의 아프리카의 숲이 우거진된 지역 이다. 인구 유전 구조와이 종족의 진화 역학을 이해 하는 것은 아프리카에서 적절 하 고 타겟 말라리아 통제 전략의 개발에 대 한 중요 하다. 염색체 뒤집어 및 microsatellite 마커는 말라리아 모기의 인구 구조를 공부 하는 데 일반적으로 사용 됩니다. 염색체에 이러한 마커의 실제 매핑을 추가 도구 상자 향상과 대상 종의 인구와 진화 역사에 유추 수 있습니다.
Anopheles Nili Cytogenetic 지도: 집단 유전학 및 비교 실제 매핑에 대 한 응용 프로그램
Anopheles nili 넓은 지리적 분포와 아프리카의 주요 말라리아 벡터 중 하나입니다. 그러나,이 종에 taxonomic 및 인구 유전 연구는 부족 한. 새로운 연구 도구가 중요 한 말라리아 벡터의 유전자 특성을 긴급 하 게 필요 합니다. 이 연구에서는 고해상도 cytogenetic 지도 an. jae nili polytene 염색체에 대 한 개발 되었다. 염색체 정리 하 고 줄무늬 패턴에 따라 46 번호 매기기 부문으로 세분화 했다. 부르키나파소에서 수집 하는 an. jae nili 암컷의 인구 분석 2 라운드 염색체 팔에 두 고도로 다형 뒤집어의 존재를 공개 했다. 통계적으로 중요 한 출발 heterozygotes에 적자 인 하 디 와인 버그 평형 반전 2rb에 대 한 검색 되었습니다. 염색체 homologies와 an. jae nili 및 다른 주요 말라리아 벡터 사이의 유전자 순서 보존 결정, PCR 프로브 기반 코딩 시퀀스 an. jae gambiae로 an. jae nili 염색체에 매핑된. 비교 매핑 시연 an. jae nili 염색체는 an. jae stephensi 같은 팔 연결 하 고 전체 팔 translocations와 paracentric 뒤집어 주요 유형의 이러한 모기의 진화에 재배치 했다. An. jae nili, an. jae gambiae, an. jae stephensi 중에서 고정된 뒤집어 최소 수 반전 및 블록 교환 (봄) 프로그램에 의해 여러 게놈 재배열 (MGR), 게놈 재배열에 남자와 마우스 (그림), 그리고 정렬 순열을 사용 하 여 계산 했다. 데이터는 것이 좋습니다 an. jae nili, 적어도, an. jae stephensi로 an. jae gambiae에서 갈라. 우리 gambiae에 존재 하는 an. jae 2La/a 배열 outgroup 종 an. jae nili와 an. jae stephensi 복잡 한 an. jae gambiae 2La 반전의 조상 상태를 확인 하는 증거를 제공 합니다. 이 소홀히 말라리아 벡터의 인구 taxonomic, 유전자, 게놈 연구를 자극 하는 새로운 polytene 염색체 지도, 다형 뒤집어 및 물리적으로 매핑된 DNA 마커 an. jae nili 추가 됩니다에 대 한의.
