مقايسه برخي نرم‌افزارهاي مكانيابي در آناليز داده‌هاي RNA-Seq گاو شيري

مقدمه و هدف: با توجه به كاربرد روزافزون تعيين توالي نسل جديد (NGS)، جهت شناسايي ژن‌هاي عملكردي،‏ استفاده از الگوريتم‌ها و نرم‌افزارهاي تخصصي براي انجام آناليزهاي آماري ضروري است. مكان‌يابي خوانش‌ها با ژنوم مرجع اولين و مهم‌ترين مرحله اكثر برنامه‌هاي آناليز داده‌هاي RNA-Seq است كه به‌صورت مؤثري صحت آناليزهاي پايين دستي بستگي به اين مرحله دارد. لذا هدف از اين تحقيق، مقايسه برخي نرم‌افزارهاي مختلف هم‌ترازي داده‌هاي حاصل از تعيين توالي كل RNA روي ژنوم مرجع بود. مواد و روش‌ها: از داده‌هاي RNA-Seq مربوط به 54 رأس گاو شيري هلشتاين به‌منظور شناسايي ژن‌هاي مؤثر در باروري استفاده شد. تعيين كيفيت خوانش‌ها‏ توسط نرم‌افزار FastQC و ويرايش توالي‌هاي كم كيفيت با استفاده از نرم‌افزار Trimmomatic انجام شد. داده‌هاي ويرايش شده با آخرين نسخه ژنوم مرجع گاو با استفاده از نرم‌افزارهاي Bowtie2،‌ ‏Tophat2 و Hisat2 مكان‌يابي شدند. درصد كل خوانش‌هاي مكان‌يابي شده، درصد خوانش‌هاي مكان‌يابي شده روي يك محل در ژنوم مرجع و همچنين درصد خوانش‌هاي مكان‌يابي شده روي بيش از يك محل محاسبه شدند. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين هم‌ترازي صورت گرفته روي ژنوم مرجع گاو با استفاده از نرم‌افزار ‏‏Tophat2 بوده است. از كل خوانش‌هاي موجود، نرم افزارهاي Tophat2 و Hisat2 به ترتيب 94/197 و 92/526 درصد را روي ژنوم مرجع مكان‌يابي نمودند. نرم‌افزار Hisat2 عملكرد تخصيصي بيشتري داشت و 89/202 درصد از داده‌ها را به يك جايگاه اختصاصي مكان‌يابي كرد درصورتي‌كه اين پارامتر در خصوص نرم‌افزار Tophat2 به ميزان 87/812 درصد از كل توالي‌ها بود. از كل توالي‌هاي به كار گرفته شده تنها 3/324 درصد توسط Hisat2 و 6/385 درصد توسط Tophat2 با بيش از يك جايگاه ژنوم مرجع مكان‌يابي شدند. نرم‌افزار Bowtie2‌ در مقايسه با دو نرم‌افزار ديگر عملكرد پاييني داشت. نتيجه‌گيري: مقايسه نرم‌افزارهاي هم‌ترازي داده‌هاي RNA-Seq روي ژنوم مرجع نشان داد كه اگر چه نرم‌افزار Hisat2 بهترين نرم‌افزار براي مكان‌يابي خوانش‌ها بود بود ولي نرم افزار Tophat2 هم مي‌تواند به جاي آن در آناليز داده هاي RNA-seq استفاده شود. در ضمن نرم‌افزار Bowtie2 در ارتباط با داده‌هاي RNA-Seq كارآيي چنداني ندارد.