ژن های هاوسکیپینگ و کاربرد آنالیز توالی آنها

ژنهای هاوسکیپینگ، ژن هایی هستند که به طور مستمر در اکثر سلول ها بیان می شوند. این ژنها کد کننده پروتئین های دخیل در اعمال حیاتی سلولها می باشند. بسیاری از این پروتئینها، کد کننده آنزیم های شرکت کننده در مسیرهای بیوشیمیایی سلول هستند  .

کاربرد آنالیز توالی ژن های هاوسکیپینگ عبارت است از:
1- تمایز سویه های باکتریایی: برای بررسی تفاوت ژنومی بین سویه های باکتریایی از جمله ویبریو کلرا، از مقایسه تعدادی از ژن های هاوسکیپینگ آنها می توان استفاده کرد.
مثال دیگر، استفاده از آنالیز ژنهای هاوسکیپینگ در مننگوکک ها می باشد. تغییرات سریع کلون های این باکتری در اثر نوترکیبی مشکل زا می باشد. در مطالعه ای، شش لوکوس هاوسکیپینگ برای شناسایی دقیق ایزوله های بیماریزای شدید منگوکک، اعضای هر دودمان بیماریزای شدید از نظر شش لوکوس انتخاب شده، یکسان بودند و از بقیه دودمان ها در دندروگرم قابل تمایز بودند به طوری که در یک کلاستر قرار گرفته بودند.
2-  مطالعه ساختار ژنتیکی جمعیت باکتریها و ارتباط ژنتیکی آنها:
آنالیز مقایسه ای سکانس لوکوس های هاوسکیپینگ، نمایانگر معتبری از ارتباط ژنتیکی بین سویه ها می باشد. آنالیز سکانس DNA ژنهای هاوسکیپینگ برای مطالعه ساختار جمعیتی ویبریو کلرا های توکسین زا و غیر توکسین زا استفاده شده است. گاهی حتی یک لوکوس هاوسکیپینگ مثل recA برای این هدف، نتایج خوب داده است.
3- مطالعات فیلوژنتیک و تعیین دقیق هویت گونه های باکتری: اخیراً بررسی توالی ژنهای هاوسکیپینگ در کنار هیبریداسیون DNA-DNA و توالی ژنهای 16SrDNA، به عنوان مدارک مولکولی موردنظر قرار گرفته است. این مطلب بالاخص در مورد ویبریوها حائز اهمیت است. شناسایی دقیق ویبریوها در سطح گونه و سویه نیازمند به آنالیزهای ژنومی دیگر مانند هیبریداسیون DNA-DNA، Amplified Fragment Length Polimorphism(AFLP)  وextragenic palindromic PCR  می باشد.
این تکنیک ها برای شناسایی دقیق گونه ویبریو لازم است؛ چون برخی گونه های ویبریو تقریباً توالی یکسانی از نظر 16SrDNA  و خصوصیات فنوتیپی دارند. نتایج تحقیقNhung  و همکاران در استفاده از آنالیز توالی ژن هاوسکیپینگdnaJ  برای شناسائی گونه های ویبریو نشان داد که این ژن قدرت تفکیک بهتری نسبت به 16SrDNA  و ژنهای هاوسکیپینگ دیگر دارد.
متاسفانه اجرای این تکنیک ها منحصر به آزمایشگاه های مرجع محدودی است و مقایسه های بین آزمایشگاهی الگوی باندهای ژنومی دشوار است. برای غلبه بر این مشکلات، تعیین توالی ژن های هاوسکیپینگ به عنوان یک روش جایگزین پا به عرصه گذاشته است.
با استفاده از آنالیز کل ژنوم به روش های  ln Silico، ژن های هاوسکیپینگ مناسب برای بررسی های فیلوژنی گاماپروتئو باکتریها مشخص شده است. ژنهای 23SrDNA، gapA،gyrB،hsp60 وrecA برای مطالعات فیلوژنتیک و شناسایی گونه های ویبریوناسه استفاده شده اند.

4- کاربرد ژنهای هاوسکیپینگ به عنوان کنترل در RT-PCR: کاربرد ژنهای هاوسکیپینگ به عنوان کنترل درRT-PCR  متداول است. در این نوع PCR میزان mRNA  آنالیز می شود. از آنجایی که ژن های هاوسکیپینگ به طور مستمر در حال رونویسی و بیان هستند، میزان یکنواختی از mRNA تولید می کنند.

ژنوتایپینگ مولکولی براساس آنالیز ژن های هاوسکیپینگ
دو تکنیک عمده که تغییر در ژن های هاوسکیپینگ را نشان می دهد عبارتند از:
1- Multi Locus Enzyme Electrophoresi  (MLEE)
2-   Multi Locus Sequence Typing (MLST)
MLST مستقیماً از روی توالی نوکلئوتیدی ژن های هاوسکیپینگ، الل ها را مشخص می کند در حالیکه MLEE میزان حرکت پروتئین های کد شده توسط ژنهای هاوسکیپینگ را در میدان الکتریکی بررسی می کند.
تکنیک MLEE (Multi Locus Enzyme Electrophoresis)
اولین بار در دهه 1980، تکنیک MLEE برای مطالعات سیستماتیک باکتریها به کار برده شد و به عنوان تکنیک استاندارد در مطالعات ژنتیک جمعیت و شناسایی استفاده شد.
تکنیک  (MLST) Multi Locus Sequence Typing
اخیراً MLST به عنوان یک روش اصلاح یافته از تکنیک MLEE پا به عرصه گذاشته است و معتبرترین روش در اپیدمیولوژی مولکولی قلمداد می شود. مزایای تکنیکMLST به MLEE از این قرار است :
- قدرت تفکیک بیشتر: چون تغییرات با معنا و بی معنا را شناسایی می کند.
- دقت بالا
- قابلیت انتقال اطلاعات
- راحتی انجام تکنیک
- تکرار پذیری