Использование Drosophila melanogaster в качестве модели для изучения мутаций, вызванных генотоксичными химическими веществами, с применением новой программы SnpSift

В статье описана новая программа SnpSift для фильтрации различающихся вариантов последовательности ДНК в геномах двух или более экспериментальных образцов после воздействия генотоксичных химических веществ. На примере мутантных линий Drosophila melanogaster, полученных в результате полногеномного химического мутагенеза, показано, как SnpSift позволяет выявлять варианты-кандидаты, связанные с фенотипом, включая однонуклеотидные и много­нуклеотидные полиморфизмы, вставки и делеции (инделы). Сначала геномы двух независимо выделенных мутантных линий мух, являвшихся аллельными по новому рецессивному локусу мужской стерильности, возникшему после воздействия генотоксичного химического вещества, секвенировали на платформе Illumina следующего поколения, получив 20–29-кратное покрытие эухроматиновых последовательностей. Результаты секвенирования обработали, а варианты идентифицировали с помощью стандартных биоинформатических инструментов. Затем программу SnpEff использовали для аннотирования всех вариантов последовательности и оценки их потенциального мутагенного воздействия на соответствующие гены. После этого с помощью SnpSift отфильтровали и отобрали различающиеся варианты, потенциально нарушающие один и тот же ген в двух аллельных мутантных линиях. Потенциально причинные повреждения ДНК частично подтвердили капиллярным секвенированием ДНК, амплифицированной методом полимеразной цепной реакции, в пределах генетического интервала, установленного при мейотическом картировании и с помощью делеций, удаляющих определённые участки хромосомы. Среди пяти генов-кандидатов, расположенных в этом интервале, в гене CG12069, подобном Pka, обнаружили отдельную мутацию с преждевременным стоп-кодоном в каждой из двух аллельных мутантных линий, тогда как последовательности остальных четырёх генов в пределах интервала соответствовали дикому типу. Таким образом, ген CG12069 является убедительным кандидатом на роль гена локуса мужской стерильности. Полученные результаты показывают, что объединение SnpEff и SnpSift ускоряет выявление мутаций-кандидатов, вызывающих фенотип, в химически мутagenизированных линиях Drosophila. Этот метод также можно использовать для характеристики спектра мутаций, возникающих под воздействием генотоксичных химических веществ.