Sığırlarda Kopya Sayısı Değişimleri (KSD) ve KSD Belirlemede Kullanılan Yöntemler Copy Number Variation (CNV) in Cattle and Methods Used for CNV Determination N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL

Tam metin

(1)Erciyes Üniv Vet Fak Derg 1(1) 10(2)1-135-142, 2013 J Fac Vet Med Univ Erciyes 1(1) 1ERCİYES ÜNİVERSİTESİ. N. BİLGEN, O. Olgu ERTUĞRUL Sunumu. Case Report VETERİNER FAKÜLTESİ DERGİSİ. Journal of Faculty of Veterinary Medicine, Erciyes University Derleme / Review Article 10(2), 135135-142, 2013. Sığırlarda Kopya Sayısı Değişimleri (KSD) ve KSD Belirlemede Kullanılan Yöntemler Nüket BİLGEN, Okan ERTUĞRUL. Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Genetik Anabilim Dalı, Ankara-TÜRKİYE Özet: DNA varyasyonlarının belirlenmesini amaçlayan çalışmalar çiftlik hayvanları genetiğinde en önemli araştırma alanlarından birini oluşturmaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte DNA varyasyonlarının belirlenmesi için yeni teknikler de geliştirilmekte ve özellikle çiftlik hayvanlarında kantitatif karakterlerin biyolojisini anlamaya yönelik genom çalışmaları hız kazanmaktadır. Bu varyasyonlardan birisi olan kopya sayısı değişimi (KSD) sığırlarda yaygın olarak çalışılmaya başlanmış ve ekonomik öneme sahip çeşitli karakterlerle ilişkilendirilmiştir. Bu derlemede sığırlarda kopya sayısı değişimlerinin önemi ve sığır genomunda yer alan kopya sayısı değişimlerinin belirlenmesinde kullanılan yöntemler hakkında bilgi verilmesi amaçlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Karşılaştırmalı genom analizi, kopya sayısı değişimi, sığır genomu, tekli nükleotit polimorfizmi Copy Number Variation (CNV) in Cattle and Methods Used for CNV Determination Summary: Studies aiming the identification of DNA variations are one of the most important research areas in farm animal genetics. New techniques are being developed for the determination of DNA variations and especially genome-wide studies to understand the biology of quantitative characters in farm animals are gaining momentum. Copy Number Variations (CNV) are studied widely and associated with various characters that are economically important. This review is intended to explain the importance of copy number variation (CNV) in cattle and to provide information on the determination methods of CNVs in cattle genome. Key Words: Cattle genome, comparative genomic hybridization analysis, copy number variation, single nucleotide polymorphism. Giriş Çiftlik hayvanlarında süt ve et verimi, hastalıklara dirençlilik, hastalıklara duyarlılık gibi fenotipik varyasyon gösteren karakterlerin ortaya çıkmasında etkili olan genetik mekanizmanın anlaşılması ve bu karakterlerle ilgili gen ve/veya genlerin ortaya konması genetik varyasyon çalışmalarıyla yapılmaktadır. Bu amaçla yapılan çalışmalarda sıklıkla mikrosatelitler (1) ve tekli nükleotit polimorfizmleri (25) kullanılırken son yıllarda kopya sayısı değişim varyasyonları ve segmental duplikasyonlar da kullanılmaya başlanmıştır. Kromozomlarda yapısal varyantların oluşmasıyla ilgili olarak iki durumdan söz edilebilir. Bunlardan ilki mayoz bölünmenin birinci profazında meydana gelen krosover sırasında kromozomlar arasında eşit olmayan parça değişimi sonucunda, ikincisi ise krosover dışında kromozomlarda parça yitimi ya da kazanımı sonucunda oluşmaktadır. Kromozomlardaki bu yapısal varyantlara ‘Delesyon’, Geliş Tarihi/Submission Date : 09.11.2012 Kabul Tarihi/Accepted Date : 22.04.2013. ‘Duplikasyon’, ‘İnversiyon’ ve ‘Translokasyon’ adı verilmektedir (5-7). Bu varyantlar genellikle mikroskopla görüntülenebilecek kadar büyük olabilmektedir. Genom-tarama dizin teknolojileri ve karşılaştırmalı DNA dizi analizleri genomdaki yapısal varyantlar ile kromozomlarda daha önce tanımlanmamış farklı yapısal varyantların belirlenmesini sağlamıştır. Bu varyantlar mikroskobik olarak gözlenebilen segmentlerden küçük ama geleneksel dizi analizleri ile kolayca belirlenen varyasyonlardan daha büyük olabilmektedir. Bu varyantlar Kopya Sayısı Değişimi (KSD), Kopya Sayısı Polimorfizmi (KSP), Segmental Duplikasyonlar (SD) ve segmental uniparental dizomiler olarak sayılabilir (8,18). Segmental duplikasyonlar (SD) aynı zamanda “Tekrar Sayısında Azalma” olarak da isimlendirilmektedir. Uniparental dizomi; diploid bir bireyde homolog kromozom çiftinin yalnızca bir ebeveynden aktarılmasıyken (26), segmental uniparental dizomi, kromozomun sadece bir kısmının tek bir ebeveynden aktarılmasıdır (8,18). Segmental duplikasyonlar ise haploid bir genomda 2 ya da daha fazla sayıda tekrar eden ve tekrarların kendi içlerinde %90’dan fazla benzerlik gösterdiği 1kb’dan küçük DNA segmentleridir. Segmental duplikasyonlar genomda 135.

(2) Sığırlarda kopya sayısı değişimleri .... DNA parçalarının rastgele farklı kromozomlar üzerine yerleşmesi sonucunda oluşmaktadır (3). Sığır genomunda SD’lerin bölgesel dağılımı özellikle yaygındır. Kromozomlar arası duplikasyonların çoğu rastgele kümeler halinde ya da 1Mb mesafe içerisinde inversiyon duplikasyonları şeklinde organize olmuşlardır. Sığır genomunda belirlenen 21 adet 300kb’dan büyük SD’lerden 12 adedi bilinen genler ile örtüşmektedir. Ayrıca kromozomlar arası SD’ler de sığır genomunda yaygındır (23). Segmental duplikasyonlar kopya sayısı değişimleri ile sonuçlanabilmektedir. Genom boyu analizi sağlayan teknikler ile keşfedilen, 1kb’dan 3Mb’a kadar değişen büyüklüklerde olan ve referans genomdan farklı olarak değişken sayılarda tekrar eden DNA segmentlerine Kopya Sayısı Değişimleri (KSD) adı verilmektedir (8). KSD’ler önemli bir genetik varyasyon kaynağı oluşturmaktadır (10,14). TNP dizilim analizleri ile elde edilen verileri tamamlayıcı nitelikte olan KSD’ler genomda yaygın olarak bulunmaktadır (14). KSD’ler insersiyon, delesyon ve duplikasyonlardan oluşmaktadır dolayısıyla genomda kopya sayısı kayıpları ya da kazanımları olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tanım 50kb’lık karşılaştırmalı genom hibridizasyon analizleri ile (KGHA) belirlenebilen büyük KSD’leri de içermektedir (8). Büyük ölçekli kopya sayısı değişimleri memeli genomunun %5’lik bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu varyasyonlar genomda büyük aralıklarla bulunabilir ve ekzon-intron yapılarının yüksek sayıda kopya tekrarlarından oluşabilir. Tekrarlayan kopyalar rekombinasyon olayları ve büyük ölçekli yapısal varyantlara (delesyonlar, insersiyonlar, duplikasyonlar vb.) temel oluşturabilir. Bu yeniden düzenlemeler gen ailelerinde olduğu gibi yeni genlerin ortaya çıkmasına neden olabilirler ve özellikle adaptasyonda büyük bir öneme sahiptirler (14). Genomdaki bazı gen aileleri duplikasyonlar sonucu ortaya çıkmıştır. Globin, Hox ailesi ve histonlar bunlara örnek olarak verilebilir (12, 24). Ayrıca bir KSD populasyonda %1’den fazla görülüyorsa Kopya Sayısı Polimorfizmi adını almaktadır (8). Kopya sayısı değişimleri sağlıklı bireylerde bulunsa da bazı hastalıkların genetik temelinde KSD’lerin yer aldığı bilinmektedir. Gen dozajına insersiyon ve delesyonlarla etkiyen bu varyasyon genin ifadesinde değişikliğe neden olarak genetik bir hastalık oluşturabilmektedir. Örneğin kopya sayısı kayıpları normalde var olan bir gen ifadesinin ortadan kalkmasına ya da normalde ifade edilemeyen çekinik allelin ifade edilmesine neden olabilmektedir. Bunun yanında gen ifadesini düzenleyen bölgelerde şekillenen varyasyonlar, genin ifade düzeyinde değişikliklere neden olarak yine hastalıklara 136. Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. temel oluşturabilmektedir (11). KSD’lerin etkisi diğer genetik etmenler ve çevresel faktörler ile birleştiğinde ciddi hastalıklara neden olabilmektedir (8). Örneğin insanlarda X kromozomu üzerinde yer alan FMR1 (Female mental retardation 1) geninde CGG üçlü nükleotid tekrarlarına bağlı olarak insanlarda ‘Frajil X’ olarak adlandırılan bir hastalık ortaya çıkmaktadır (11,12). Bu hastalığa benzer şekilde sığırlarda da X kromozomunun q3.1’de frajil bir bölge belirlenmiştir (28, 29) ve bu frajil X kromozomuna bağlı olarak sığırlarda fertilite problemleri ve fenotip farklılıkları görülebilmektedir (19). Sığır genomunda kopya sayısı değişimlerinin belirlenmesi Sığır genomunda kopya sayısı değişimlerini belirlenmesinde sıklıkla tekli nükleotit polimorfizmi (TNP) tarama çipleri ve karşılaştırmalı genomik hibridazasyon analiz (KGHA) yöntemleri kullanılmaktadır. 1- Tekli nükleotit polimorfizmi (Single Nukleotide Polymorphism, SNP, TNP) çipler: Tekli nükleotit polimorfizmi DNA sekansında tek bir nükleotidi içeren genetik varyasyon tipidir. Bos taurus’da yaklaşık 700 baz çiftinde bir görülürken Bos indicus sığırında 300 baz çiftinde bir görülmektedir (31). Dolayısıyla sığır genomu ile ilgili olarak 2009 yılından sonra yapılan çalışmalar genomda en fazla bulunan genetik varyasyon olan TNP’ler üzerine olmuştur (13,32-35). Piyasada bulunan çeşitli firmalara ait, farklı miktarlarda TNP içeren dizilim analizlerinin yardımıyla sığırlarda belirteç temelli seleksiyon (Marker Assisted Selection, MAS) çalışmaları yapılmıştır (4,9). Bu çipler farklı üniversiteler ve özel şirketlerin işbirliği ile geliştirilmiştir. İlk üretilen çipler sığır referans genomun ilk sürümü olan Btau1’den elde edilen verilere göre tasarlanmıştır. Daha sonra BovineHapMap konsorsiyumundan elde edilen TNP verileri ile birleştirilerek yaklaşık 55 000 TNP içeren çipler, son olarak da çözünürlüğü yüksek 700 000’den fazla TNP içeren çipler üretilmiştir. Bu TNP’ler et ve süt verimi yönlü farklı sığır ırklarının genomundan elde edilen verilere göre seçilmiştir. Seleksiyon, kantitatif karakter lokuslarının belirlenmesinde, bireylerin genetik değerinin ölçülmesinde ve karşılaştırmalı genetik analizlerinde kullanılmaktadırlar. Çipler yardımıyla kopya sayısı değişimleri belirlenebilmektedir (15). Referans genomların güncellenmesi ile yeni üretilen dizi analizlerinin genomdaki kopya sayısı değişimlerini de özgün olarak belirlemeleri beklenmektedir. Bu yöntem bir bireyin DNA’sının kendisiyle hibridizasyonunu (self-self hybridisation) içerme-.

(3) Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. mektedir. Ancak bu eksiklik çip üzerinde bir bireye ait DNA parçalarının birden fazla sayıda hibridizasyonunun sağlanması ve elde edilen sinyaller değerlendirilmesiyle giderilmektedir. TNP çipler ile KSD’lerin belirlenmesinin temelinde, tekrar eden TNP sayılarından yararlanılmaktadır. Bu yöntemle birçok araştırmacı KSD belirlemiştir (2,14,29,33). 2- Karşılaştırmalı genomik hibridizasyon (comperative genomic hybridisation, CGH, KGH): KSD belirlemede kullanılan ana yöntemlerden biri de Karşılaştırmalı Genomik Hibridizasyon yöntemidir. KGH ilk olarak bir metafaz yayması üzerinde yapılan floresan in situ hibridizasyon (fluorescence in situ hybridization, FISH) testi ile elde edilen kopya sayısı farklılıklarının referans genomdaki kopya sayısı değişimlerini belirlemek amacıyla geliştirilmiştir (16). Sığır referans genom sürümü Btau3.1 verilerine göre KGH analizi amaçlı tasarlanmış dizilim analizleri piyasada bulunmaktadır (27). Bu analiz Btau3.1 ve Btau4.0 genom verileri üzerinde yaklaşık 5.5 kb aralıklarla 50-75 bp uzunlukta tasarlanmış olan yaklaşık 385.000 oligonükleotit prob içermektedir. Bir analizin çözünürlüğü, probların sayısı, uzunluğu ve genomdaki dağılımlarına bağlı olarak değişmektedir. Ancak KSD’lerin belirlenmesi de sinyal-gürültü oranları ve oligonükleotit prob yanıtının karakteristiğinden de. N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL. etkilenmektedir (33). Bu nedenle KGH analizinden elde edilen KSD verileri de kantitatif PCR ile doğrulanmalıdır (14). Analiz bir bireyin DNA’sının kendisiyle hibridizasyonunu (self-self hybridisation) içermektedir, böylece elde edilen verinin güvenilirliği artmaktadır. Bu yöntemi birçok araştırmacı KSD belirlemede kullanmıştır (7,17). Sığır genomunda KSD çalışmaları Sığır genomunda KSD’ler kromozomlar arası ve kromozom içinde olmak üzere iki farklı düzeyde dağılmıştır. KSD içeriği farklı kromozomlar arasında da yüksek varyasyona sahiptir ve bu varyasyon %1.32 ile %8.80 arasında değişiklik göstermektedir. Sığırlarda özelikle 1 ve 6. kromozomlar yüksek KSD içeriğine sahiptir. Bu kromozomlarda KSD bölgeleri otozomal ortalamanın iki katı civarındadır ve özellikle segmental duplikasyon içeriğinin yüksek olmaması da dikkat çekicidir (29,30). Ayrıca diğer memelilerin genomlarında olduğu gibi sığır genomunda da sentromer çevresi ve telomer altı bölgelerde KSD oranı fazladır (14). TNP çipleri ile 521 baş sığırın genotiplendirildiği bir çalışmada sığır genomunun %4.6’sını oluşturan 682 adet KSD bölgesi genom üzerinde gösterilmiştir (14) (Şekil 1).. Şekil 1. Sığır genomunda kopya sayısı değişimleri ve segmental duplikasyonların genomik yerleşimleri (14).. 137.

(4) Sığırlarda kopya sayısı değişimleri .... Bu araştırmada tüm genom analiz karşılaştırması (whole genome analysis comparison, WSSD) ve tüm genom parçalama ile sekans belirleme (whole genome shotgun sequence detection, WGAC) yöntemleri ile elde edilen genom verileri kullanılmıştır (14). Şekil 1’de farklı renkler kullanılarak sadece kayıp, sadece kazanım ve hem kayıp hem de kazanım olaylarını göstermektedir. Çubukların boyları ise belirlenen KSD’lerin incelenen populasyondaki sıklığını belirtmektedir. Çubuğun boyu kısa ise 1 bireyde görüldüğü, orta boyda ise 2-4 arası bireyde görüldüğü, uzun ise 5’ten fazla bireyde görüldüğü belirtilmektedir. Aynı çalışmada sığır genomunun %3.1’ini oluşturan segmental duplikasyonlar (SD) WSSD ve WGAC olmak üzere iki ayrı yöntem ile incelenmiş ve belirlenen SD’ler yine farklı renkler ile belirtilmiştir. Genomda yerleşimi gösterilen bu duplikasyonların 5kb’dan büyük ve %90 sekans uyumluluk özelliklerine göre seçilmiştir. Kromozomlar üzerindeki beyaz kalınlıklar ise sığır genomunda bulunan boşlukları göstermektedir (14). Yine TNP çipler ile Kore yerli sığırı olan 256 baş Hanwoo sığırlarında KSD analizi yapılmış ve incelenen örneklerde sığır ırkında toplam 368 adet KSD bölgesi belirlenmiş ve bu bölgelerle 538 adet genin ilişkili olduğunu ortaya konulmuştur (2). Bu. Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. KSD’lerden 99 tanesinin kazanım, 310 tanesinin kayıp ve 22 tanesinin hem kazanım hem da kayıp bölgeleri olduğu ve incelenen sığır ırkında en yüksek KSD frekansının 15. kromozomda bulunduğu belirlenmiştir (Şekil 2). Belirlenen kopya sayısı değişimleri kantitatif PCR ile kontrol edilmiştir (Şekil 3). Yine bu çalışmada kopya sayısı değişimlerinin genotip aktarma hatası (genotype transmission error) ve ikili grup analizleri (pairwise analysis) ile babadan yavruya kopya sayısı kayıplarının aktarımının %99.6 oranında olduğu belirlenmiştir (2). TNP çipler kullanılarak yapılan bir başka çalışmada ise, Angus sığırlarında KSD’lerin mide-bağırsak nematodlarına karşı direnç ve hassasiyeti ile ilişkisi araştırılmıştır (20). Gastrointestinal nematodlara duyarlı ve dirençli olarak seçilen Angus sığırlarında kopya sayısı değişimleri incelenmiş ve önemli veriler ortaya konulmuştur. Bu çalışmada, aynı populasyondan 472 hayvandan elde edilen TNP verileri kullanılmış ve geniş ölçekli KSD analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak, genomun 141.8 Mb’ını (genomun ~ %4.7’sini) kapsayan 811 aday KSD bölgesi belirlenmiştir. Bu KSD’lerin etkilerinin ortaya konulabilmesi için, 100 bireyden oluşan 2 grup oluşturulmuştur. Grupların oluşturulmasında gaitanın her 1 gramına düşen parazit yumurtası sayısı temel alınmış ve düşük olanlar parazit dirençli. Şekil 2. Hanwoo sığırlarında belirlenen KSD bölgeleri (2).. 138.

(5) Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL. (parasite resistant, PR), yüksek olanlar ise parazit duyarlı (parasite susceptible, PS) olarak adlandırılmıştır. Dirençli grup (PR) için 297 (~51 Mb) ve duyarlı grup için 282 (~48 Mb) KSD bölgesi ortaya konulmuştur (Şekil 4).. Şekil 3. Bae ve ark. (2010) tarafından Bos taurus coreanae sığırlarında belirlenen KSD bölgeleri üzerinde qPCR sonuçlarına örnek (2).. Bu KSD bölgelerinden %60’ı PR ya da PS gruplarına özgün bulunmuştur. Seçilen bazı KSD bölgelerinin doğrulaması kantitatif PCR ile yapılmıştır. Daha sonra ise, gastrointestinal hastalıkların, immunolojik hastalıkların ve immun cevabın altında yatan mekanizmaların aydınlatabilmek için network analizleri kullanılmıştır. Bulunan KSD’lerden bazılarının gen ekspresyonlarında varyasyonlar ve dolayısıyla konak parazit direncinde farklılıklar oluşturmada katkı sağladıkları ortaya konulmuştur (20). KGH yöntemi ile anne, baba ve yavru olmak üzere 3’lü gruplardan oluşan toplamda 9 hayvanda KSD. Şekil 4. Anguslarda, gastrointestinal nematodlara direnç ve duyarlılık ile ilişkili bulunan kopya sayısı değişimlerinin genomik yerleşimleri. Kopya sayısı kazanımları, kayıpları ve her ikisinin olduğu bölgeler farklı renkler ile gösterilmiştir. Bar yükseklikleri ise KSD frekanslarını ifade etmektedir: Kısa (1 örnekte), orta (≥2 örnekte); yüksek (≥5 örnekte). Kromozomun üstünde kalan barlar PR100 (297 anlamlı CNV, ~51 Mb) grubunu, altta kalan barlar ise PS100 (282 anlamlı CNV, ~51 Mb) grubunu ifade etmektedir (20).. 139.

(6) Sığırlarda kopya sayısı değişimleri .... analizi yapılmıştır. Belirlenen KSD’lerin her bireyde bağımsız dağılım gösterdiği, bireysel değerlendirildiğinde özgün KSD’lerin olduğu, ancak üçlü gruplar içinde değerlendirildiğindeyse genomda kalıtılan KSD’lerin de yer aldığı görülmüştür (17). Ayrıca yine KGH yöntemi 90 sığır 385000 oligonükleotit probu ile taranmış ve 200’ün üzerinde aday KSD bölgeleri ortaya konulmuştur. Belirlenen aday KSD bölgelerinden 2/3’ünün genleri kapsadığı belirlenmiştir. Bu çalışmada geçerlilik analizi kantitatif PCR (qPCR) ile yapılmıştır ve test edilen KSD bölgelerinden 6 tanesinin %100 segmental duplikasyon olduğu belirlenmiştir (21). Yine KGH yöntemi ile 2009 yılında sığır genomu konsorsiyumunca yayınlanan referans genoma (Btau4) göre tanımlanmış ve 420 baz çifti aralıklarla düzenlenmiş 6.3 milyon prob ile 20 adet sığırda KSD analizi yapılmıştır. Toplamda 304 anlamlı KSD belirlenmiştir. Ancak sığır genomunun %5.8’i tamamlanmadığından ve bu boşlukta 2Mb’dan büyük alanlar bulunduğu için bu yöntemde sadece 1.5 kb’dan küçük olan KSD’ler belirlenebilmiş, dolayısıyla elde edilen KSD sayısının genomda bulunandan daha düşük olduğu önerilmiştir (7). Ayrıca aynı bireylerin somatik hücreleri ve eşey hücrelerinde belirlenen KSD’lerin karşılaştırıldığı bir çalışmada eşey hücrelerinin somatik hücrelerinden daha fazla miktarda KSD içerdiği belirlemiştir (22). Btau4.0 referans genomu ile yapılan karşılaştırmada 25 adet KSD belirlenmiştir. Bunlardan özellikle 19 adedinin metabolizma ve immun sistem ile ilgili çeşitli gen bölgelerinde bulunduklarını ortaya koymuşlardır (22). Sonuç Fenotipik kayıtları tutulmuş bir popülasyonun genotipik varyasyonlarının belirlenmesi süt ve et verimi, hastalıklara dirençlilik, hastalıklara duyarlılık gibi özellikleri etkileyen genlerin ortaya konmasında önemli bir veri oluşturmaktadır. Bu bağlamda genotipik ve fenotipik varyasyonları anlamaya yönelik çalışmalarda genomdaki yapısal varyasyonlar kullanılmaktadır. Bu varyasyonlardan en önemli ve güncel olanları tekli nükleotit polimorfizmleri, kopya sayısı değişim varyasyonları ve segmental duplikasyonlardır. Kopya sayısı değişimleri tekli nükleotit polimorfizmi verilerini tamamlayıcı nitelikte ve memeli genomunda, genomun %5-30’unu oluşturacak şekilde yaygın olarak bulunmaktadır. Genomda segmentlerin insersiyonu ya da delesyonu gibi olaylarla şekillenen kopya sayısı değişimleri, kayıp ya da kazanım olarak fenotipe yansıyabilmektedir. Bu değişimler gen ifadesi ve protein aktivitesi üzerindeki etkilerinden dolayı verim özellikleri, hastalıklara direnç veya çeşitli genetik hastalıklara temel oluşturabilmektedir. 140. Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. Memelilerde KSD analizleri TNP çipler ve karşılaştırmalı genomik hibridizasyon yöntemleri ile yapılabilmektedir. İki yöntemle de elde edilen sonuçlar kantitatif PCR ile ifade düzeylerine bakılarak kontrol edilmektedir. Bu analizler kullanılarak sığır genomunda önemli bir yere sahip olduğu düşünülen kopya sayısı değişimlerinin metabolizma, bağışık sistem özellikleri ile ilişkili oldukları belirlenmiştir. KSD analizlerinin temeli referans genom ile araştırılan genomdaki tekrar sayılarındaki farklılıkları belirlemektir. Dolayısıyla KSD analizleri yapılırken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta; referans genom oluşturulmasında kullanılmış olan hayvanın türü ve ırkıdır. Referans genomlar bir hayvana ait genetik materyalin dizisini içerdiği için türler ve ırklar arası yapılan KSD analiz sonuçları etkilenmektedir. Örneğin sığır türü referans genomu Bos taurus kökenli bir sığır olan Hereford sığır ırkından bir hayvanın genomundan oluşturulmuştur. Bu referans genom temel alınarak tasarlanan KSD analizleri ile bir Bos indicus sığırı genomu incelenecek olursa elde edilen KSD değeri Bos taurus’dan farklı olacaktır. Türler arası örnek verilecek olursa; keçi ve koyunda sığır genomu referans alınarak tasarlanmış KGH analizleri ile KSD’ler belirlenebilmektedir. Ancak referans genom sığıra ait olduğundan genomda bulunandan daha az miktarda KSD bölgeleri belirlenmektedir. İlerleyen teknoloji ve daha hassas düzeyde belirlenen referans genom sayısındaki artışlar ile daha fazla sayıda hayvan türünde KSD belirlenebilecektir. Böylece KSD’ler çiftlik hayvanlarında ekonomik öneme sahip karakterler ve hastalıklar ile ilgili olarak yapılan ilişkilendirme çalışmalarında kullanılabilecektir. Kaynaklar 1. Ağaoğlu Korkmaz Ö, Ertuğrul O. Mikrosatellitlerin önemi ve kullanım alanları. Vet Hekim Der Derg 2010; 81(1): 39-43. 2. Bae JS, Cheong HS, Kim LH, NamGung S, Park TJ, Chun JY, Kim YJ, Pasaje Charisse FA, Lee JS, Shin DH. Identification of copy number variations and common deletion polymorphisms in cattle. BMC Genomics 2010; 11: 232. 3. Cheung J, Estivill X, Khaja R, MacDonald JR, Lau K, Tsui LC, Scherer SW. Genomewide detection of segmental duplications and potential assembly errors in the human genome sequence. Genome Biology 2003; 4: R25..

(7) Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. 4. Cole JB, VanRaden PM, O’Connell JR, Van Tassell CP, Sonstegard TS, Schnabel RD, Taylor JF, Wiggans GR. Distribution and location of genetic effects for dairy traits. J Dairy Sci 2009; 92: 2931-46. 5. Çınar Kul B. Temel Veteriner Genetik, Ed.: Ertuğrul O., Birinci baskı. Eskişehir, Anadolu Üniversitesi Yayınları 2011; pp.144-61. 6. Demirsoy A. Kalıtım ve Evrim. Sekizinci Basım. Ankara: Meteksan AŞ,1997; pp. 559-65 7. Fadista J, Thomsen B, Holm LE, Bendixen C. Copy number variation in the bovine genome. BMC Genomics 2010; 11: 284. 8. Feuk L, Carson AR, Scherer SW. Structural variation in the human genome, Nat Rev Genet 2006; 7: 85–97. 9. Flori L, Fritz S, Jaffrezic F, Boussaha M, Gut I, Heath S Foulley JL, Gautier M. The genome response to artificial selection: a case study in dairy cattle. PLoS ONE 2009; 4: e6595. 10. Fontanesi L, Beretti F, Martelli PL, Colombo M, Dall'Olio S, Occidente M, Portolano B,Casadio R, Matassino D, Russo V. A ﬁrst comparative map of copy number variations in the sheep genome. Genomics 2011; 97: 158-65. 11. Freeman JL, Perry GH, Feuk L, Redon R, McCarroll SA, Altshuler DM, Aburatani H, Jones KW, Tyler-Smith C, Hurles ME, Carter NP, Scherer SW, Lee C. Copy number variation: new insights in genome diversity. Genome Res 2006; 16: 949-61. 12. Gözükırmızı N. Genom duplikasyonları. http:// www.s cribd.com/doc/30717159/Krom ozomBiyolojisi-10-genom-duplikasyonlar%C4%B1. Erişim Tarihi: 22.01.12. 13. Hayes BJ, Bowman PJ, Chamberlain AJ, Goddard ME. Invited review: Genomic selection in dairy cattle: progress and challenges. J Dairy Sci 2009; 92: 433-43. 14. Hou Y, Liu GE, Bickhart DM, Cardone MF, Wang K, Kim ES, Matukumalli LK,Ventura M, Song J, VanRaden PM, Sonstegard TS, Van Tassell CP: Genomic characteristics of cattle copy number variations. BMC Genomics 2011; 12(1): 127. 15. Illumina; www.illumina.com Erişim Tarihi: 15.10.12.. N. BİLGEN, O. ERTUĞRUL. 16. Kallioniemi OP, Kallioniemi A, Sudar D, Rutovitz D, Gray JW, Waldman F, Pinkel D. Comparative genomic hybridization: a rapid new method for detecting and mapping DNA amplification in tumors. Seminars in cancer biology. 1993; 4(1): 41-6. 17. Kijas JW, Barendse W, Barris W, Harrison B, McCulloch R, McWilliam S, Whan V. Analysis of copy number variants in the cattle genome. Gene 2011; 482: 73-7. 18. Kotzot D. Complex and segmental uniparental disomy (UPD): review and lessons from rare chromosomal complements. J Med Genet 2001; 38(8): 497507. 19. Llambi S, Postiglioni A. Localization of the fragile X chromosome break points in Holstein-Friesian cattle (Bos taurus). Theriogenology 1994; (42): 789-94. 20. Liu GE, Brown T, Hebert DA, Hou Y, Choudhary RK, Shaffer J, Amazu C, Connor EE, Gasbarre LC. Initial analysis of copy number variations in cattle selected for resistance or susceptibility to intestinal nematodes. Mamm Genome 2011; 22: 11121. 21. Liu GE, Hou Y, Zhu B, Cardone MF, Jiang L, Cellamare A, Mitra A, Alexander LJ, Coutinho LL, Dell'Aquila ME, Gasbarre LC, Lacalandra G, Li RW, Matukumalli LK, Nonneman D, Regitano LC, Smith TP, Song J, Sonstegard TS, Van Tassell CP, Ventura M, Eichler EE, McDaneld TG, Keele JW. Analysis of copy number variations among diverse cattle breeds. Genome Res 2010; 20: 693-703. 22. Liu GE, Van Tassell CP, Sonstegard TS, Li RW, Alexander LJ, Keele JW, Matukumalli LK, Smith TP, Gasbarre LC. Detection of germline and somatic copy number variations in cattle. Developments in Biologicals 2008; 132: 231-37. 23. Liu GE, Ventura M, Cellamare A, Chen L, Cheng Z, Zhu B, Li C, Song J, Eichler EE. Analysis of recent segmental duplications in the bovine genome. BMC Genomics 2009; 10: 571. 24. McGinnis W, Krumlauf R. Homeobox genes and axial patterning. Cell 1992; 68 (2): 283302.. 141.

(8) Sığırlarda kopya sayısı değişimleri .... 25. Pryce JE, Bolormaa S, Chamberlain AJ, Bowman PJ, Savin K, Goddard ME, Hayes BJ. A validated genome-wide association study in 2 dairy cattle breeds for milk production and fertility traits using variable length haplotypes. J Dairy Sci 2010; 93(7): 3331-45. 26. Robinson WP. Mechanisms leading to uniparental disomy and their clinical consequences. Bioessays 2000; 22: 452-59. 27. Roche Nimblegen, Madison, WI http:// www.nimblegen.com/ Erişim Tarihi: 15.10.12. 28. Santoro MR, Bray SM, Warren ST. Molecular mechanisms of fragile X syndrome: a twentyyear perspective. Annual Review of Pathology 2012; 7: 219-45. 29. Slota E, Danielak-Czech B, Pietraszewska J, Kozubska-Sobocinska A. Preliminary identification of the fragile X in two crossbred cows. Veterinarni Medicina 2000; 45: 308-10. 30. Seroussi E, Glick G, Shirak A, Yakobson E, Weller JI, Ezra E, Zeron Y. Analysis of copy loss and gain variations in Holstein cattle autosomes using BeadChip SNPs. BMC Genomics 2010; 11: 673. 31. The Bovine HapMap Consortium Genome-wide survey of SNP variation uncovers the genetic structure of cattle breeds. Science 324,528-532. 2009 doi:10.1126/SCIENCE.1167 936. 32. VanRaden PM, Van Tassell CP, Wiggans GR, Sonstegard TS, Schnabel RD, Taylor JF, Schenkel FS. Invited review: reliability of genomic predictions for North American Holstein bulls. J Dairy Sci 2009; 92: 16-24. 33. Wiggans GR, Sonstegard TS, VanRaden PM, Matukumalli LK, Schnabel RD, Taylor JF, Schenkel FS, Van Tassell CP. Selection of single-nucleotide polymorphisms and quality of genotypes used in genomic evaluation of dairy cattle in the United States and Canada. J Dairy Sci 2009; (92): 3431-6. 34. Ylstra B, van den Ijssel P, Carvalho B, Brakenhoff RH, Meijer GA. BAC to the future or oligonucleotides: a perspective for micro array comparative genomic hybridization (array CGH). Nucleic Acids Res 2006; 34: 445-50.. 142. Erciyes Üniv Vet Fak Derg 10(2) 135-142, 2013. 35. Zhan B, Fadista J, Thomsen B, Hedegaard J, Panitz F, Bendixen C. Global assessment of genomic variation in cattle by genome resequencing and high-throughput genotyping. BMC Genomics 2011; 12: 557. Yazışma Adresi : Arş. Gör. Nüket BİLGEN Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Genetik Anabilim Dalı Dışkapı/ANKARA Tel: 0 312 317 03 15 / 4327 E-posta: nbilgen@ankara.edu.tr.

(9)