Characterization of short tandem repeats using local assembly

Bitişik tekrarlar, genomda kısa nükleotid sekanslarının düzenli olarak tekrarlanmasıdır. Eğer tekrar eden kısım 2-6 bp uzunluğunda ise mikrosatellitler ya da kısa bitişik tekrarlar olarak adlandırılır. Mikrosatellitlerin kopya sayısının artmasıyla ilişkilendirilmiş birçok hastalık bulunmaktadır, bunlara örnek olarak Huntington hastalığı ve Frajil X sendromu gösterilebilir. Bu yüzden insan genomunun yüzde üçünü oluşturan bitişik tekrarların tespit edilmesi önemli bir araştırma alanıdır. Mikrosatellit lokus yer alan varyantlar tekrarlı yapıları, dizileme sırasında meydana gelen hatalar, kısa DNA okumaları ve son olarak sıklıkla meydana gelen PCR hataları yüzünden genom birleştirme ve dizi hizalama için her zaman problem teşkil etmiştir. Büyük öneme sahip olmalarına rağmen mikrosatellitlerin bulunması hiçbir zaman DNA dizileme süreçlerinin kalıcı bir parçası olarak görülmemiştir. İnsan genomları arasındaki farklılıkların kataloglanmasını ama ̧clayan 1000 Genom Projesi'nin başlatılmasından sonra ilgili konsorsiyum sadece iki farklı mikrosatellit bulma methodunun sonucunu yayınladı (lobSTR ve RepeatSeq). Diğer büyük projelerin de mikrosatellit konusunu aydınlığa kavuşturmak için harcadığı çabalar başarısızlıkla sonuçlandı. Bu çalışmanın ana amacı genom birleştirme yöntemlerini, referans genom dizilimden bildiğimiz mikrosatellit pozisyonları üzerinde kullanarak incelenen genomun referanstan farklılıklarını bulmaktır. Bunun için DNA okumalarını girdi olarak alıp çıktı olarak mikrosatellit kopya sayısını veren bir süreç geliştirilmiştir. Yapılan araştırmaya göre hali hazırda genom birleştirme problemini farklı algoritmalar ve veri yapıları kullanarak çözmeye çalışan otuzdan fazla method bulunmaktadır. Bu tez kapsamında uğraştığımız problem bütün genomdan ziyade lokal birleştirme olarak görülebilir, çünkü sadece mikrosatellit bölgesine karşılık gelen okumaları birleştirmeye çalışıyoruz. Bu çalışmada genom birleştirme için sıklıkla kullanılan iki farklı çizge yapısından yararlanıyoruz: de Bruijn and OLC. Genom birleştirme bir çok çalışmanın bulunduğu bir alan olmasına rağmen, şu ana kadar mikrosatellit için kullanan bir çalışma bulunmamaktadır ve diğer mikrosatellit methodlarından daha iyi bir performans gösterdiği kanıtlanmaktadır. Üç farklı genom birleştirme methodunu, yukarıda bahsedilen iki çizge yapısını kullanan, üç farklı deney modelinde inceledik. Deneyler genotip olarak farklı durumlarda, değişen teminatlarla ya da birleştirilen bölgeye komşu bölgelerin dahil edilmesi durumundaki farklılıkları incelemek için düzenlendi. Her birinin sonucu OLC çizge yapısını kullanan methodun mikrosatellit bulunmasındaki üstünlüğünü kanıtlamaktadır.