شناسايي in silico ساختارهاي DNA چهار رشته اي در توالي پروموتري ژن تومور ويلمز 1

In silico screening of G-Quadruplex Structures in Wilms tumor 1 Gene Promoter

مطالعات پراش اشعه ايكس آشكار كرد كه گوانين هاي موجود در يك رشته ممكن است به شكل چهارتايي آرايش يابند و يك ساختار چهار رشته اي بنام مارپيچ چهار رشته اي گوانيني تشكيل دهند. مطالعات بيوانفورماتيك، احتمال تشكيل ساختار چهار رشته اي گوانيني را در ژن هاي كليدي انسان از جمله تومور ويلمز 1 (WT1 ) مطرح نمودند. هدف اين مطالعه، بررسي in silico توالي غني از گوانين در پروموتر ژن WT1 از لحاظ مستعد بودن براي تشكيل ساختار چهار رشته درون مولكولي بود. روش كار براي شناسايي حضور توالي هاي مستعد چهار رشته شدن در ناحيه تنظيمي ژن WT1 ، ابتدا توالي پروموتري ژن از بانك ژني NCBI استخراج شد. توالي مورد نظر توسط نرم افزار نقشه ياب آنلاين توالي هاي پلي گوانيني مستعد چهاررشته شدن ( QGRS Mapper)، از لحاظ حضور نواحي مستعد چهاررشته شدن بررسي شد. يافته ها با استفاده از داده هاي حاصل از بررسي با نرم افزار نقشه ياب، بر اساس نمره G ، سه توالي هاي مناسب در ناحيه پروموتري ژن WT1 ، با بيشترين احتمال براي تشكيل ساختار چهار رشته اي شناسايي شد. نكته ارزشمند در اين بررسي، حضور جايگاه هاي شناسايي تعداد زيادي از فاكتورهاي رونويسي در اين سه ناحيه بود. نتيجه گيري اغلب توالي هاي مستعد چهاررشته شدن در مناطق پروموتري آنكوژن ها واقع شده اند. اين يافته ها، دانشمندان را به اين سو هدايت كرده كه اين ساختارها ممكن است داراي نقش مهم فيزيولوژيكي در شرايط درون سلول باشند. پس با شناسايي و هدف قرار دادن اين توالي ها در نواحي تنطيمي ژن ها، ميتوان بيان آن ژن را كنترل نمود.

Introduction: X-ray diffraction studies have revealed that guanines in a DNA stands may be arranged in quartet and form a structure called G-quadruplexs. Bioinformatics studies suggested the formation of G-quadruplex structure in human crucial genes, including Wilms tumor 1 (WT1). The aim of this study was to in silico analysis of the guanine-rich sequence in the promoter region of the WT1 gene which have potential to form G-quadruplex structures. Methods: To identify the presence of repetitive guanosine-rich sequences prone to form G-quadruplex structures in the regulatory region of the WT1 gene, the promoter sequence was extracted from the NCBI gene bank. The sequence was evaluated by the QGRS mapper software. Results: According to the data obtained from the software, and the G-scores, three appropriate sequences in the promoter region of the WT1 gene were identified with the highest probability for the formation of G-quadruplex structures. A valuable point in this study was the presence of recognition sites of large number of transcription factors in these three areas. Conclusions: The majority of these G-quadruplex forming sequences were located in the promoter regions of the oncogenes. These discoveries have led scientists to point out that these structures may play a significant physiological role under in vivo conditions. Therefore, by identifying and targeting these sequences in the regulatory regions of the genes, it is possible to control the expression of the genes.