Рычажная тяга сверху: Тяга рычажная вертикальная: техника выполнения и видео

Содержание

Профессиональный тренажер Рычажная тяга сверху APEX AP-6063 Proven Quality

Основные характеристики

Вес нетто

150 кг

Наличие на складе

Под заказ 90-100 дней

Дополнительные свойства

Нагрузка

250 кг

Обивка

Сиденья и подушки изготовлены по технологии инъекционного формования пенистого ЭВА, что предотвращает деформацию. Обивка из высококачественного спортивного кожзама устойчивого к растяжению, рассыханию и высокой сопротивляемости поту.

Покраска

Окраска рамы производится порошковой краской методом электростатического напыления с последующим высокотемпературным запеканием, что способствует высокому качеству покрытия устойчивому к скалыванию и выцветанию.

Профиль рамы

Рама тренажера изготавливается из стального профиля 60 x 120 x 3 мм. Сталь Q235. Точная обрезка всех компонентов. Сварные швы тщательно зашлифованы из эстетических соображений.

Размеры (Д*Ш*В)

1120 x 1385 x 1247 мм

Цвет

Цвет рамы: на выбор Цвет обивки: на выбор

Гарантия

Конструктивная стальная рама (за исключением лакокрасочного покрытия) — 10 лет. Подшипники, весовые стеки, направляющие штанги, конструкционные подвижные части — 2 года. Трос системы передачи нагрузки — 1 год. Обивка, рукоятки — 6 месяцев

Описание

Конвергентное движение рычагов Двухцветная или однотонная окраска Органайзеры для хранения олимпийских дисков Для облегчения регулировок рычаги и фиксаторы окрашены в яркие цвета Красочная картинка инструкция с правильным использованием тренажера и работающими мышцами Опционально: нанесение логотипа клиента

Тренажер Рычажная тяга сверху  AP-6063 Proven Quality

Профессиональные тренажеры со свободным весом APEX серии TECHNO PL относятся к тренажероам уровня «Бизнес» идеальная и естественная биомеханика тренажеров сможет удовлетворить как профессионального спортсмена как любителя. Конвергентное движение рычагов. Двухцветная или однотонная окраска  Органайзеры для хранения олимпийских дисков. Для облегчения регулировок рычаги и фиксаторы окрашены в яркие цвета .  
Красочная картинка инструкция с правильным использованием тренажера и работающими мышцами. Опционально: нанесение логотипа клиента.

 

Товар не найден

Общие положения

Некоторые объекты, размещенные на сайте, являются интеллектуальной собственностью компании StoreLand. Использование таких объектов установлено действующим законодательством РФ.

На сайте StoreLand имеются ссылки, позволяющие перейти на другие сайты. Компания StoreLand не несет ответственности за сведения, публикуемые на этих сайтах и предоставляет ссылки на них только в целях обеспечения удобства для посетителей своего сайта.

Личные сведения и безопасность

Компания StoreLand гарантирует, что никакая полученная от Вас информация никогда и ни при каких условиях не будет предоставлена третьим лицам, за исключением случаев, предусмотренных действующим законодательством Российской Федерации.

В определенных обстоятельствах компания StoreLand может попросить Вас зарегистрироваться и предоставить личные сведения. Предоставленная информация используется исключительно в служебных целях, а также для предоставления доступа к специальной информации.

Личные сведения можно изменить, обновить или удалить в любое время в разделе «Аккаунт» > «Профиль».

Чтобы обеспечить Вас информацией определенного рода, компания StoreLand с Вашего явного согласия может присылать на указанный при регистрации адрес электронный почты информационные сообщения. В любой момент Вы можете изменить тематику такой рассылки или отказаться от нее.

Как и многие другие сайты, StoreLand использует технологию cookie, которая может быть использована для продвижения нашего продукта и измерения эффективности рекламы. Кроме того, с помощь этой технологии StoreLand настраивается на работу лично с Вами. В частности без этой технологии невозможна работа с авторизацией в панели управления.

Сведения на данном сайте имеют чисто информативный характер, в них могут быть внесены любые изменения без какого-либо предварительного уведомления.

Чтобы отказаться от дальнейших коммуникаций с нашей компанией, изменить или удалить свою личную информацию, напишите нам через форму обратной связи

Тренажер для спины. Рычажная тяга

Предназначенный для акцентированной проработки широчайших мышц спины тренажер позволяет в положении сидя выполнять тягу в горизонтальной плоскости с оптимальной амплитудой. В процессе упражнения руки занимающегося совершают движения вне зависимости друг от друга. Рычаги тренажера для спины ходят по строго заданной траектории (дуге) с небольшим разведением к концу движения. Благодаря этому вся работа осуществляется анатомически правильно, что максимально эффективно воздействует на широчайшие мышцы: от их растяжения до полного сокращения.

Каждый рычаг установлен на паре подшипников качения, обеспечивающих легкость хода и отсутствие люфта. Кроме того, тренажер оснащен мягкими элементами (опорной подушкой и сиденьем), которые позволяют спортсмену выполнять технически чистые движения. Сиденье регулируется по высоте, что удобно для занимающихся любого роста. Упор для груди изменяется в соответствии с направлением движения рычагов, за счет чего можно установить необходимую амплитуду.

Технические характеристики:

  • Рама оборудования изготовлена из гнутых стальных профилей с сечением 80 х 40 мм.
  • Узлами вращения служат закрытые шариковые подшипники (не требуют обслуживания).
  • Нагрузку создают спортивные блины с диаметром посадочного отверстия 51 мм (приобретаются отдельно).
  • Сиденье и опорная подушка тренажера изготовлены из экологически чистых материалов:
    • обивка – винилискожа на прочной капроновой основе;
    • наполнитель – вторично вспененный полиуретан (плотность 140 кг/куб.м).
  • Рама и отдельные металлические элементы окрашены способом порошкового напыления в 2 стандартных цвета: «белый глянец» и «антик серебристо-черный».
  • Трущиеся и направляющие детали обработаны гальваническим покрытием.
  • В качестве опор тренажера используются стальные шлифованные ножки с отверстиями для крепления к полу.
  • Размеры конструкции: 110 х 110 х 100 см.
  • Вес: 90 кг (без дисков).
  • Максимально допустимая нагрузка: 300 кг.

Рычажная тяга — тяга штанги за один конец для широчайших мышц

Рычажная тяга является одним из основных, базовых упражнений для развития мышц спины – широчайших и трапециевидных. Упражнение также имеет второе название – тяга штанги за один конец.

Для выполнения рычажной тяги Вам понадобится штанга с длинным (олимпийским) грифом. Нужно закрепить один её конец (поставив его в угол и положив сверху тяжесть), а на другой выставить нужный вес. Чтобы увеличить амплитуду движения, следует использовать небольшие по размеру блины (10 и 5 кг).

Исходное положение

Встаньте спиной к закрепленному концу таким образом, чтобы штанга оказалась у Вас между ногами, а нагруженная часть была перед Вами. Наклонитесь вперёд, удерживая спину прямой, слегка согните ноги в коленях. Возьмитесь за гриф двумя руками рядом с блинами. Лучше всего использовать хват в виде замка или использовать специальную Т-образную рукоятку. Немного распрямитесь, чтобы вес оторвался от пола.

Рычажная тяга, техника упражнения

Энергично подтяните вес к телу, пока блины не коснутся груди. Локти держите близко к телу. Задержитесь на мгновение в этом положении. Почувствуйте сокращение широчайших и трапециевидных мышц. Затем плавно опустите вес в исходное положение, ощущая растягивание в широчайших мышцах. Выпрямляйте руки до конца. Не ставьте штангу на пол и сразу снова потяните вес вверх. Выполните нужное количество повторений.

Рычажная тяга. Старт.Рычажная тяга. Финиш.

Следите за тем, чтобы не сутулиться и не слишком помогать себе, распрямляя спину. То есть угол наклона Вашего тела не должен меняться слишком сильно. Если для того, чтобы завершить подход Вам приходится помогать спиной, значит вес слишком велик.

С другой стороны, естественное движение спиной (подъем) при выполнении рычажной тяги неизбежно.

Нюансы упражнения

Рычажная тяга имеет короткую траекторию, что казалось бы ставить её в ряд не очень эффективных упражнений. Однако, именно короткая амплитуда позволяет выполнять тягу  с очень значительным весом. Например, вес в 80-100 кг – это не такой уж и большой вес для этого упражнения.

Помимо широчайших мышц, рычажная тяга развивает разгибатели  спины, ягодицы, бицепсы бёдер, трапециевидные мышцы, бицепсы и мышцы предплечий.  В общем, является мощным базовым упражнением для развития большого массива мышц.

Считается, что рычажная тяга лучше всего воздействует на внешние части широчайших мышц.

Дыхание

При подтягивании веса к себе делайте выдох, при опускании – вдох.

Варианты упражнения

Вы можете использовать специальный тренажёр с Т-грифом, который предназначен для выполнения рычажной тяги.

Упражнение также можно выполнять в тросовом тренажёре, используя нижний блок и прицепив короткий гриф к тросу.

Рычажную тягу можно выполнять одной рукой, делая подходы поочередно для каждой половины тела.

ПФ-14 Рычажная тяга сидя ⋆ Ferrum sport

Описание

Тренировка широчайшей мышцы спины. Опора для груди создает условия для изолированной работы широчайшей мышцы. Сидячее положение снимает нагрузку со спины и также способствует изолированности в работе. Регулируются все точки соприкосновения с тренажером – ручки хвата (по ширине и углу наклона ладонной оси), сиденье по высоте и упор для груди. Таким образом достигается все возможные виды выполнения этого упражнения.


Габариты и вес

  • Длина-1600.
  • Ширина-800.
  • Высота-800.
  • Вес 50 кг.

Преимущества ФЕРРУМСПОРТ

  • Регулируемые ручки хвата по ширине и по углу наклона ладонной оси.
  • Регулируемый упор для груди. Под разную длину рук.
  • Регулируемое сиденье по высоте.
  • Оптимальные биомеханические параметры.

ПРОФЕССИОНАЛЬНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ «ФЕРРУМСПОРТ»

1. Методическая часть.

  • Максимальная методическая и биомеханическая продуманность.
  • Достижение профессиональных тренировочных целей.
  • Полноразмерность. Под любой вес, рост и пол человека.

2. Техническая часть.

  • Периметр несущей профильной трубы – не менее 240 мм. (60х60 или 40х80).
  • Площадь поперечного сечения несущей профильной трубы — не менее 480 мм2.
  • Толщина металла – до 8 мм.
  • Встроенный груз 100 кг и более на заказ.
  • Металлические шкивы-блоки для троса.
  • Трос из нержавеющей стали от 4 мм в диаметре, 169. Трос является расходным компонентом. Его можно приобрести на любом рынке.
  • Полноценные подшипники в шкивах. Никаких пластиковых втулок.
  • В наполнителе — физически сшитый пенол. Не сминается и не впитывает воду (пот).
  • Фанера 1 сорт в основании «мягких частей» толщиной от 18 мм.
  • Авто винил на покрытии «мягких частей». Стойкий к истиранию и на разрыв.
  • Металлические заглушки на тех торцах труб – где нет соприкосновения с человеком. Усиление несущей способности трубы.
  • Профильные трубы, из которой изготовлены тренажеры, имеет сертификаты качества.
  • Большая площадь опоры для противодействия неконтролируемым движениям спортсмена.
  • Долгий срок эксплуатации.

Рычажная тяга сидя Interatletik Gym BT-112

Описание

ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Рычажная тяга (грузоблочный) эффективна для проработки рельефа спины, увеличивает объем мышц, формирует красивое, спортивное телосложение. Рычажную тягу можно считать базовым тренажером, обязательным для спортивного зала, так как с него рекомендуется начинать обучение упражнениям для мышц спины (например, верхняя и нижняя тяга). Также этот тренажер рекомендован для использования в реабилитационных программах. Причиной этому является конструкция тренажера, которая позволяет удерживать правильное исходное положение, снимая тем самым нагрузку со спины, минимизируя риск травм, а также позволяя сосредоточиться на основных движениях и технике их выполнения. Упор для груди и сидение тренажера регулируются, адаптируясь под рост и конституцию спортсмена. Опция «легкий старт» позволяет начать работу на тренажере наиболее безопасно, исключает ошибки в работе. Основную нагрузку при работе на тренажере испытывает широчайшая мышца спины. Рычажная тяга позволяет изолировать широчайшие мышцы, отключая от работы выпрямляющие мышцы спины. Дополнительно в работу вовлекаются также трапециевидные мышцы, задние дельтовидные мышцы, бицепсы, сгибатели плеча и предплечья. С помощью тренажера рычажная тяга выполняется сгибание и разгибание рек, ретракция и протракция верхнего отдела спины. Исходное положение – сидя, уперевшись грудью в подставку, спина ровная, взгляд вперед, руки вытянуты вперед, ладони на держателях тренажера. Выполняется ретракция (сокращение мышц спины), разгибание плеча и сгибание локтя (приведение рук к груди), затем выполняется протракция, сгибание плеча и разгибание локтя (отведение рук в исходное положение). Также выполнять упражнение можно только одной рукой. В этом случае следует следить за тем, чтобы корпус оставался неподвижен, не происходило скручивание корпуса или поднятия плеча вверх. Выполняется упражнение медленно, следует следить за техникой выполнения. Категория: профессиональный.Профиль несущей конструкции 60х60х2,5 (мм). Тренажер окрашивается порошковой краской. Сидение изготовлено из многослойной фанеры (15 мм), в качестве наполнителя и обивки используется двухслойный пенополиуретан, устойчивый к усадке и высококачественная искусственная кожа. Регулировка упора для груди и сидения позволяет заниматься на тренажере людям с разными ростовыми характеристиками. Для удобства регулировки сидение и упор снабжены пневмоамортизатором.Грузоблочный стек тренажера состоит из 21 металлической плиты весом по 5кг, и направляющих. изменение нагрузки происходит при помощи селектора (фиксатора) на гибком шнуре с магнитным доводчиком. Для приведения в движение грузов используется трос 5 мм в пвх оплетке с усилием на разрыв 500 кг с макс. нагрузкой – 800кг. Скрытая система подшипников и амортизаторов обеспечивает плавность хода и шумопоглащение. Тренажер оснащен системой quot;легкого старта quot;, двойным защитным кожухом, декоративным колпаком, информационной табличкой по выполнению упражнения, а также памяткой технического обслуживания, амортизирующими подпятниками, не требующими крепления к полу.

Упражнения для широкой спины от руслана марданова. Горизонтальная тяга в рычажном тренажере – качаем спину Хаммер рычажная тяга

  • Рама станка для плеч Хамер выполнена из профильной трубы 80 х 40 мм.
  • Блок с грузами приводится в движение стальным нержавеющим тросом 6 х 19, диаметром 5мм; максимальная нагрузка составляет 1080 кг.
  • Грузовые тросовые блоки в тренажере Хаммер для плеч изготовлены из нержавеющий стали и обработаны полиэфирной порошковой краской.
  • Декоративная защита из стального листа обеспечивает долгий срок службы механизмов и узлов вращения.
  • Узлами вращения тренажера Хаммер вертикальный жим являются закрытые шариковые подшипники, которые не требуют обслуживания.
  • Стандартный вес установленных грузов — 2 блока по 70 кг, который создается при помощи 13 обрезиненных стальных плит по 5 кг каждая и 1 верхнего груза с флейтой 5 кг в каждом блоке.
  • Мягкие элементы тренажера для плеч наполняются пенополиуретаном вторичного вспенивания.
  • Обивка сиденья и спинки выполнена из винилискожи с высокопрочной капроновой основой.
  • Основой для подушек в тренажере Хаммер для вертикального жима является прочная фанера на каркасе из стали.
  • Обрезиненные плиты движутся по хромированным направляющим из стали.
  • Окраску рамы станка Хаммер жим на плечи осуществляют способом порошкового напыления (для стандартного варианта — металлик «бриллиант»).
  • Окраску отдельных элементов выполняют способом порошкового напыления (для стандартного варианта — антик серебристо-черный).
  • Направляющие и трущиеся детали тренажера для плеч обрабатывают гальваническим комплексным покрытием (хром + никель).
  • Опорными частями данного силового тренажера для зала являются шлифованные стальные ножки, в которых имеются отверстия для крепления оборудования к полу, если возникнет такая необходимость.
  • Габариты тренажера Хаммер вертикальный жим со сведением: 1490 х 930 х 1850 мм.
  • Масса оборудования в сборе: 265 кг.
  • Тренажер Хаммер для плеч — жим вертикально со сведением сделан таким образом, что на нем могут заниматься люди любого роста и веса.

Тренажер Хаммер для плеч — жим вертикально со сведением (2 х 70 кг)

Станки для тяжелой атлетики Хаммер предназначены для проработки дельтовидных мышц путем жима вертикально вверх сидя. Упражнения имитируют жим штанги или гантелей, сидя на скамье со спинкой. Данное оборудование сочетает в себе равномерное сопротивление и удобство тросового тренажера с лучшими свойствами Хаммеров. Тренажер для плеч имеет регулируемое по высоте сиденье, что позволяет заниматься людям разного роста; а также регулировать амплитуду движения. Вес пользователя не ограничен, тренажер подходит любителям и профессиональным спортсменам любого роста и комплекции. Чтобы заказать данный станок или его альтернативу: скамью и штангу для тяжелой атлетики , а также другое спортивное оборудование, оставьте сообщение менеджеру.

Важно отметить, что угол наклона спинки тренажера Хаммер вертикальный жим со сведением выбран из условия максимального нагружения передних дельтовидных мышц, что создает комфорт для атлета и наилучшую проработку тренируемых мышц. Спортсмен может работать каждой рукой независимо. Плавное скольжение грузов и бесшумная работа станка для плеч Хамер обеспечивается хромированными направляющими и обрезиненными нагрузочными плитками. Как и силовая стойка для штанги со страховочными упорами, станок гарантирует безопасность занятий.

Рычажной тренажёр, называемый в среде атлетов «хаммером», разработан и создан с основной целью снизить нагрузку на суставы, при этом повысив эффективность проработки трицепсов, плечевых, грудных мышц, мышц рук и бёдер. Какие варианты работы в хаммере существуют – далее в статье.

Общие понятия и отличия от жима штанги

Тренажёр, о котором идёт речь в этом материале, устроен просто и эффективно: спортсмен берётся за рычаг, к которому закреплён определённый вес, а затем выполняет упражнение.

Хаммер – это только производитель оборудования для спортзалов, а вовсе не конкретный вид тренажёра. Так уж случилось, что хаммер стал настолько популярен среди поклонников железа, что заслужил собственное почётное имя.

Достоинства и недостатки

Специалисты в тяжёлых тренировках отмечают, что хаммер, по сути, обладает только одним существенным недостатком: этот тренажёр не подстроить под индивидуальные особенности фигуры спортсмена.

А вот основной плюс хаммера заключается в том, что механизм, задействованный для разработки тренажёра, помогает снижать вероятность травм.

Это хорошо ощущается при сравнении между двумя видами упражнений, например, жимом лёжа со штангой и жимом лёжа в хаммере:

  • хаммер позволяет не перенапрягать сустав, заставляя его ещё и удерживать груз в вертикальном положении;
  • тренажёр препятствует раскачиванию груза, что освобождает мышцы-стабилизаторы;
  • хаммер помогает распределять нагрузку равномерно на обе стороны, а вот свободные весы могут «гулять».

Некоторые бодибилдеры даже жалуются, что перекачивают одну сторону в ущерб другой. Им можно посоветовать только одно – хаммер, в котором невозможно отклонение от уже выверенной траектории.

Если спортсмен ощущает неравномерность развития своих мышц, то он может откорректировать этот недостаток в рычажном тренажёре.

Некоторые считают, что тренажёр не способствует наращиванию мышечной массы, но это не недостаток. Атлеты традиционно наращивают мышечный вес со штангой или гантелями. А вот когда приходит этап шлифования рельефов – хаммер незаменим.

Исходя из сказанного выше, становится ясно: хаммер станет лучшим помощником для людей, не занимающихся бодибилдингом профессионально. Если вам нужно просто развить грудную клетку, поддерживать красивый объём мышц, развивать силу грудных мышц, то не проходите мимо хаммера.

Довольно важно помнить о гарантиях безопасности, которые обеспечивает хаммер: при жиме лёжа груз не упадёт на грудь или лицо – хаммер оборудован специальным грифом, фиксирующим груз.

Бодибилдеры стремятся работать до отказа в прямом смысле и если мышцы спортсмена придут в такое состояние, то спортсмен не уронит груз на себя.

Хаммер разработан таким образом, что в качестве груза используются блины от штанги, а в других аппаратах, например, роликовых – система разновесов, встроенных в механизм. В этих тренажёрах вес поднимается через лебёдку. Движение через лебёдку оказывает неравномерную нагрузку в разных точках, а рычажные механизмы компенсируют этот недостаток.

Правила тренировки

Для наибольшего эффекта от тренировки надо обращать внимание на ряд нюансов:

  • Держите спину ровной, не поддаваясь естественному желанию изогнуться в пояснице при движении рук вперёд.
  • Если тренируетесь сидя, то прижимайте спину к спинке сидения. Таким образом, вы не допустите перенесения нагрузки на область спины и снижения нагрузки с грудной области.
  • Прижмите ступни к полу для того, чтобы не снижать нагрузку с грудной мышцы.
  • Выполняя жимы сидя, следите, чтобы рукояти оставались на уровне середины грудной клетки. Иначе будут перенапрягаться мышцы шеи.
  • Выполняя жимы лёжа, поднимайте груз равномерно, не выталкивая его, как если бы вы выталкивали штангу.
  • Движение вверх и вперёд выполняйте на выдохе.

О плюсах и минусах проработки мышц, а также правилах тренировки в тренажёре хаммер, расскажет опытный тренер Денис Борисов в видео:

Кому необходимо?

Для работы на хаммере нужно меньше опыта и профессионализма, чем для работы со штангой или гантелями. Работа с хаммером рекомендуется следующим категориям спортсменов:

  • Новичкам, которым трудно справляться с тяжелым спортивным оборудованием. Хаммер позволит увеличить силу мышц, а также приучит к правильному выполнению упражнения. Поработав с тренажёром, начинающий бодибилдер сможет перейти на штангу и наращивать мышечную массу.
  • Продвинутым. Учитывая, что хаммер позволяет не перенапрягать стабилизаторы, работа в хаммере поможет опытным бодибилдерам выжать максимум эффекта из любой тренировки. Это делается самым простым способом: сначала надо выполнить жимы с тяжёлыми весами без тренажёра, а потом доработать в хаммере.
  • После травм суставов или мышц. Хаммер позволяет менять положение тела во время тренировки, он безопасен и корректирует нагрузку. Если нужно поберечь здоровье, то вам поможет рычажный тренажёр.

Жим лёжа

Жим в хаммере лёжа – это базовое упражнение, которое выполняют все бодибилдеры.

Какие мышцы работают?

Упражнение нагружает целый ряд мышц:

  • большую грудную;
  • клювовидно-плечевую;
  • дельтовидную – передний пучок;
  • малую грудную;
  • широчайшую мышцу спины;
  • переднюю зубчатую, расположенную возле лопатки;
  • трапециевидную мышцу – нижний пучок;
  • локтевую;
  • трицепс.

Техника

  1. Лягте на скамью, сгибая ноги в коленях.
  2. Сделайте вдох и на выдохе приступайте к движению.
  3. Поднимите рукоятки, плавно поднимайте от уровня груди вверх.
  4. В верхней точке сделайте паузу, зафиксировав положение. Вы должны чувствовать наибольшее напряжение мышц.
  5. Выполните подъём 10 раз.

Жим сидя

Хорошее упражнение для тренировки грудных мышц, В отличии от жима лёжа, это изолированное упражнение.

Жим в хаммере позволяет работать над каждой стороной грудной клетки отдельно – рычаги движутся независимо.

Какие мышцы работают?

В жиме сидя основная нагрузка направлена на большие грудные мышцы, но вектор нагрузки может варьироваться как от желания атлета, так и от конструкции тренажёра, то есть в зависимости от модели.

По сути, следует учитывать три основных варианта:

  1. Напряжение на среднюю часть большой грудной мышцы сосредотачивается в том случае, если руки движутся в плоскости, перпендикулярной корпусу.
  2. Если руки движутся немного выше – сильнее напрягается верхняя часть груди.
  3. Если руки движутся чуть ниже – напрягается нижняя часть груди.

Кроме того, нагрузка падает на передние пучки дельтовидной мышцы и трицепсы.

Техника

Благодаря конструкции хаммера, траектория движения чётко зафиксирована. Упражнение следует выполнять, согласно следующим правилам:

  1. Установите высоту сидения под свой рост.
  2. Сядьте на скамью.
  3. Расправьте спину, сведите плечи, поднимите голову, смотрите прямо перед собой.
  4. Сконцентрируйтесь на мышцах груди.
  5. Вдохните.
  6. Разводите ручки, согласно их амплитуде.
  7. Не распрямляйте руки в крайней точке.
  8. Фиксируйте позу в крайней точке на пару секунд.
  9. Вдыхая, сводите руки.

Выполнять упражнение надо по 10-15 раз, сделав 3-4 подхода.

Особенности:

  • Обратите внимание на плавность движения – рывков допускать нельзя.
  • В крайнем положении вы должны ощущать растяжение грудных мышц.
  • Не забывайте равномерно дышать.

Жим на плечи

В хаммере удобно также прорабатывать дельты.

Какие мышцы работают?

В этом виде жима основная нагрузка выпадает на дельтовидную мышцу, а также – на мышцы груди и рук. Упражнение выполняется сидя.

В числе задействованных мышц:

  • передняя дельтовидная;
  • средняя дельтовидная;
  • надостная мышца;
  • трапециевидная;
  • передняя зубчатая;
  • бицепс;
  • трицепс.

Техника

Проработка плечевых мышц в хаммере – это довольно простой уровень, подходящий даже начинающим спортсменам.

Выполнять его следует по таким правилам:

  1. Подготовьте тренажёр – выберите подходящий для себя вес.
  2. Сядьте на скамейку тренажёра, расставьте колени, приняв устойчивое положение. Ногами упритесь в пол.
  3. Возьмитесь за ручки тренажёра.
  4. Напрягите пресс, мышцы груди и плеч.
  5. Сделайте глубокий вдох.
  6. Поднимите голову.
  7. На выдохе распрямляйте локти, отжимая ручки тренажёра.
  8. Достигнув верхней точки, зафиксируйтесь на пару секунд, ощутив напряжение во всех мышцах.
  9. На вдохе верните ручки в исходное положение.

Выполняйте жим для плеч в хаммере по 15 раз в 3-4 подхода.

В видео-ролике показана техника выполнения жима для мышц плеч на примере упражнения на переднюю дельтовидную мышцу. Показывает Иван Гуторов:

Жим ногами

Хаммер позволяет бодибилдеру изменять направление нагрузки, прокачивая именно ту мышцу, которая в этом нуждается. Контроль акцента зависит от того, как атлет поставит на платформу ноги.

Жим для ног в тренажёре – это почти то же самое, что и приседание, но гораздо более безопасно для коленей и ахиллова сухожилия. Немаловажно, что только в хаммере удаётся снимать излишнее напряжение в спине. Это позволяет атлету взять вес больше, но не рисковать здоровьем.

Какие мышцы работают?

Это упражнение активно нагружает бедренные мышцы и ягодицы, а также и другие мышцы ног, но уже не так активно. При правильном выполнении часть нагрузки ложится и на область пресса.

Техника

Для выполнения этого вида жима необходимо следовать правилам:

  1. Установите вес, который подходит для вашей степени подготовки.
  2. Расположитесь на сидении, расправьте плечи, поднимите голову.
  3. Расположите ноги на платформе так, чтобы нагрузка была направлена на ту группу мышц, которую надо проработать.
  4. Уберите опоры с платформы.
  5. Сгибайте ноги в коленях до угла в 90 градусов.

Есть ли противопоказания?

У здоровых людей не должно быть проблем с работой в хаммере, но желательно всё равно проконсультироваться со спортивным врачом по поводу тренировок.

Жимы в тренажёре, который принято называть хаммером, это часть тренировки для опытных спортсменов – как бодибилдеров, так и других видов спорта. Но хаммер также рекомендуется специалистами и тем, кто только начал свой путь к красивому и здоровому телу.

(0 голосов, в среднем: 0 из 5)

Мышцы спины – это вторая по величине мускульная группа в человеческом теле. Проигрывает она разве что только ногам. Среднюю часть спины формируют широчайшие мышцы или как их еще называют, крылья. Развитие этих мышц делает спину шире, рельефнее и формирует V-образный силуэт. Одним из упражнений для тренировки широчайших является рычажная тяга или тяга в тренажере хаммер.

Преимущества тренажера

Рычажная тяга целенаправленно воздействует на средний участок спины. Прелесть выполнения упражнения в тренажере в том, что ваш корпус надежно фиксирован и позвоночник не испытывает ненужных перегрузок. В то же время вы вольны использовать вертикальные и горизонтальные ручки для изменения хвата и регулировать высоту сидения для смещения акцента нагрузки на верхний, средний или нижний край широчайших.

Упражнение эффективно развивает спину.

Иными словами, выполняя тягу в хаммере, вы получаете достаточно большую вариативность движения, притом позвоночник находится в безопасности. Последнее, в свою очередь, позволяет работать с большими весами.

В хаммере удобно делать тяги одной рукой. Некоторые спортсмены предпочитают в этом случае выполнять упражнение стоя, упершись второй рукой в спинку.


Широчайшие мышцы.

Среди положительных эффектов, которые вы получите, включив упражнение в программу тренировок, также можно отметить то, что развитие крупной мышечной группы придает фигуре визуально заметную атлетичность и спортивный вид.

Также стоит сказать и о противопоказаниях. При проблемах с позвоночником или его травмах, любые упражнения, нагружающие спину, можно делать только с разрешения врача. В остальном тяга достаточно безопасна.

Техника выполнения

Тяга в рычажном тренажере на спину делается следующим образом:

  1. Подготовьте оборудование. Настройте высоту сидения тренажера под свой рост. При выполнении движения ваши кисти должны быть направлены к поясу.
  2. Сядьте и упритесь грудью в вертикальную поверхность. Позвоночник при этом абсолютно прямой, лопатки прижаты. Вытяните руки и возьмитесь за ручки тренажера. Если вы используете узкий хват, локти следует прижимать к корпусу. Когда тянете за горизонтальные ручки (широкий хват), локти расставляются в стороны.
  3. Потяните ручки на себя, максимально сведя лопатки в конечной точке движения. Грудь во время выполнения движения «приклеена» к опорной поверхности тренажера, положение позвоночника не изменяется. Не отклоняйтесь назад. Ошибкой также является разворот верхней части корпуса в сторону при выполнении тяги одной рукой.
  4. Опустите вес, но не возвращайте его на опору. Мышцы все время должны находиться в напряжении.

Как правило, рычажная тяга делается в 3 подхода по 8-12 раз. В тренировку ее можно включить вместе с другими упражнениями на спину: тягой штанги в наклоне, тягой гантели одной рукой или тягами в блочных тренажерах.

Важной особенностью этого упражнения является то, что при подтягивании рычагов к телу в работу включаются бицепсы.

Чем большее усилие вы производите за счет бицепсов, тем меньше достается мышцам спины. Но бицепс сам по себе меньше и слабее спины, и соответственно устает раньше. В результате тянуть вы больше не можете, а широчайшие должным образом не нагрузили. Чтобы избежать этой проблемы старайтесь тянуть к назад не кисти, а локти. Сосредоточьтесь на работе мышц спины и постарайтесь максимально выключить бицепс. Это умение контролировать работу мышц приходит не сразу, но оно необходимо каждому спортсмену для достижения высоких результатов.

Нагрузка на широчайшие зависит, в том числе и от того, к поясу или к груди вы тянете ручки тренажера. В первом случае наибольшим образом нагружается верх широчайших, во втором – нижняя и средняя часть.

Не так часто, но все же в залах встречаются рычажные тренажеры, позволяющие делать вертикальные тяги. Это фактически облегченный аналог подтягиваний. Они позволяют широчайшим мышцам расти не только в толщину, но и в ширину.

Тренируя спину, вы не только делаете свою фигуру красивой и атлетичной, но и стабилизируете позвоночник, принося тем самым пользу своему здоровью.

Профессиональный силовой станок, нагружаемый дисками от производителя ProfiGym. Надежность и простота конструкции позволяет устанавливать её в тренажерные залы с большой посещаемостью. Популярная модель спортивного оборудования применяется для выполнения упражнений, способствующих акцентированной проработке широчайших мышц спины.

Особенности тренажера

Одно из самых важных упражнений на спину — рычажная тяга свободных весов сверху вниз к туловищу. Эффективность спортивных тренировок в вертикальном Хаммеред достигается за счет наибольшей амплитуды движения к поясу занимающегося. В конечной фазе достигается слабое разведение рук в конечной точке. Таким образом, на протяжении всего движениия мышцы спины растягиваются и сокращаются по максимуму, чем и достигается высокая результативность изолированной прокачки широчайших.

Для этого упражнения очень важно соблюдать технику выполнения. Необходимо фиксировать корпус (для этого есть прижимные валики для бедер) и осуществлять движение только мышцами спины.

Руки, бицепсы, предплечья должны участвовать в тяге для спины по минимуму.

Еще одним преимуществом данного тренажера, то что ручки Хаммера для вертикальной тяги независимы друг от друга. Силовую конструкцию для полной фиксации можно крепить к полу.

Технические характеристики

  • Основа станка — высококачественные профильные трубы производства «Северсталь» сечениями 80х40, 60х60 и 40х40 мм.
  • Нагрузка: тренировочные или черные олимпийские диски с посадочным диаметром 51 мм (покупаются отдельно).
  • Рычажная верхняя тяга сверху может осуществляться с максимальной нагрузкой 350 кг.
  • Узлы вращения: шариковые закрытые подшипники, не требующие обслуживания.
  • Окраска рамы и отдельных элементов: порошковое напыление (стандартные цвета: «белый глянец» и «антик серебристо-черный»).
  • Покрытие металлических деталей: комплексный гальванический состав из никеля и хрома.
  • Материал обивки мягких деталей: плотная искусственная кожа.
  • Наполнитель мягких деталей: стойкий к усадке ПВВ.
  • Опоры: вибропоглощающие подпятники из резины диаметром 120 мм, толщиной 20 мм.
  • Габариты вертикальной рычажной тяги: 1700х1385х2000 мм.
  • Вес станка ТДХ-0110-DE без дисков: 115 кг.
Это завершающая часть про спину, рассмотрю оставшиеся упражнения.

Первым упражнением будет тяга горизонтального блока.

Рассмотрим мы его для начала, на примере этого видео.

В целом, мужик на видео говорит про трапеции, и про нагрузку на них, но мы просто возьмем пример этого видео, так как подобным образом очень многие работают, совершенно не стремясь именно в трапеции попасть.

Начнем с того факта, как он поджимает плечи, если ваша задача нагрузить в целом спину, а не только трапеции, еще и во многом, верхний их участок, то делать этого категорически нельзя. Как только вы поджимаете плечи, вы включаете верх трапеций и изменяете вектор движения, с горизонтального, он становится диагональным, то есть нагрузите вы только верх спины. Плечи должны находится в естественном положении, при этом рукоять будет идти к животу, а не к низу груди, как в видео.

Следующий момент — наклон корпуса. Я использую другое видео, так как там пациент не читингует.

По сути, тоже самое, по мере отклонения корпуса, нагрузка уходит в самый верх спины, чем больше мы отклоняемся назад, тем больше мы приводим вектор движение вдоль корпуса, и превращаем движение в шраги.

При классическом исполнении, наклон корпуса должен быть, либо нулевым, то есть вы сидите ровно, либо даже немного отрицательным, наклон в сторону блока, тогда вы больше выключаете верх спины, и переносите нагрузку на середину и низ.

В движении нужно стремится к тому, чтобы сводить лопатки, но делать это нужно,приводя локтя как можно ближе к корпусу, не нужно загребать руками через стороны.

Еще один момент — слишком узкий хват, я иногда вижу, как люди снимают с блока классическую рукоять для тяги блока и вешают например ручки от кроссовера, с которыми делают сведения на грудь.

Собственно как в первом видео, в начале, но в середине видео он все таки меняет рукоять.

С такой ручкой, хват получается очень узким, и тогда при движении, ваши локти будут сильно вывернуты наружу. Подобное положение локтей, не дает максимально сократить мышцы спины. Попробуйте сделать тягу с таким сверх-узким хватом, а потом разведите руки немного шире, на стандартный хват, чуть уже плеч, прижав тем самым локти к корпусу, и вы почувствуете разницу в сокращении мышц спины.

По поводу широкого хвата, я к данному виду хвата отношусь довольно негативно, это сильно укорачивает амплитуду, и ставит мышцы середины спины в невыгодную позицию, больше перенося нагрузку на внешнюю часть спины, а для этого есть упражнения получше. К тому же, еще и задний пучок сильней включается в работу.

Так же рассмотрим читинг. В это упражнении очень часто читингуют, но делают это принципиально не верно.

Читинг в подобной тяге допускается, как и в тяге штанги в наклоне, но с «откатом», даже ниже рабочего угла и возвратом в него, во время читинга. То есть читинг не как в первом видео на 0:33, тогда мы делаем тоже самое, что описывалось выше — создаем наклон корпуса, который переносит нагрузку на трапеции.

Мы опускаемся в обратную сторону, к блоку, градусов на 20, и совершаем рывок, выходя в вертикальное положение тела, где и происходит основная часть работы спины. При этом не делайте читинг как средство поднять не подьемный вес, тогда движение будет дерганым, рывковым, без негатива. Читинг используется на умеренных весах, как метод интенсификации, и не смотря на него, вы все равно делаете плавный негатив и позитив.

Иногда можно услышать совет: давать весу полностью оттянуть руки, так что плечи уходят вперед, якобы, чтобы растянуть мышцу. Делать этого я не рекомендую, как раз потому, что мышцы спины через чур растягиваются, и в итоге, в крайней точке растяжения, они находятся в невыгодной позиции для включения, и срыв веса будет сильно включать мышцы синергисты: дельты и бицепсы. В целом, вы работаете в полной амплитуде, выпрямляя руки, но без фанатизма, ваши плечи должны оставаться примерно в одной точке, а мышцы спины не должны перерастягиваться.

В общем-то все основные упражнения мы уже рассмотрели, но меня еще просили рассказать про хаммеры. Тут я скорее буду описывать не ошибки, а особенности настройки тренажеров.

Для начала — горизонтальный хаммер

Это имитация любых горизонтальных тяг, штанги, блока, не важно.

Вначале — как же в нем сидеть? Лучше всего как и с горизонтальной тягой, садиться либо строго ровно, чуть выгнув поясницу, и отставив зад, либо даже с небольшим наклоном вперед, опершись грудью о переднюю…. подушку… не знаю, как это называется, короче вот эту хрень.

Далее, если эта «хрень» в вашем тренажере регулируется, то выставлять ее следует так, чтобы до снятия веса, ваши руки находились бы в чуть более вытянутом положении, нежели то, в котором они будут находится, в рабочей амплитуде. То есть вы немного тянетесь к веса. Тогда сорвав его, с помощью педали или напарника, вы автоматически окажетесь в крайней точке рабочей амплитуды. Если же «хрень» будет выставлена слишком далеко от вас, то ваша рабочая амплитуда будет искусственно укороченной, а если же слишком близко к себе, ты снимать вес вам придется вообще стоя, потом садиться с ним, и держа его уже в руках, пытаться как-то принять правильное положение.

Ширина хвата. Существую конечно разные конструкции, но если ваша подразумевает изменение ширины хвата, то я бы рекомендовал хват на ширине плеч или чуть уже них. Это именно тот хват, который позволит вам максимально сконцентрировать нагрузку на середине спины, и при этом, будет позволять работать в максимально длинной амплитуде.

Кстати, если есть вертикальные и горизонтальные ручки, то я бы скорее отдал предпочтение вертикальному варианту, когда большой палец во время хвата смотрит вверх.

Какую высоту сидушки выставить? От ее высоты зависит то, к какой части корпуса будут приводится ручки тренажера. Чем ниже они идут, тем ниже распределяется нагрузка. При классическом исполнении, когда ваша задача распределить нагрузку по спине относительно равномерно, ваши кисти, в точке максимального сокращения спины, будут немного ниже груди, примерно на уровне верхних кубиков пресса.

Но если вы хотите как-то менять направленность нагрузки, вы можете опускать сидушку ниже, приводя ручки к груди, и тем самым больше нагружая верх спины, либо наоборот, поднимать ее, перенося нагрузку ниже.

В остальном, правила такие же как и везде, локти вдоль тела и не надо работать корпусом, стараясь закинуть вес. На протяжении движения вы не отрываетесь грудью от «хрени». В этом и смысл хаммера, в максимальной изоляции движения и максимальном его контроле. Дергайтесь на других упражнениях, в хаммере надо делать чисто.

И рассмотрим такую штуку, как вертикальный хаммер

Тренажер отличный, его основное преимущество в том, что раздельные ручки не заставляют вас «уворачиваться» от них, как в тяге блока, и можно намного лучше попадать в широчайшие.

Собственно о настройке. По сути тут говорить особо не о чем, единственный момент, который хотелось бы отметить — расположение на сидушке себя любимого. Вы должна сесть прямо под ручками, так чтобы при движении вниз, руки шли строго сбоку от тела. В этом и вся фишка, на обычном блоке вы бы били себе рукоятью по башке, а здесь вы можете сидеть под ручками, ровно и качественно приводить руки к корпусу, через стороны. Никаких читингов и наклонов, идеальная техника обеспечит идеальное попадание в широчайшие.

Лайкаем, радуем старого еврея!

Генетическая связь

Добавив третий ген, мы получили несколько различных типов кроссинговера. продукты, которые можно получить. На следующем рисунке показаны различные возможные рекомбинантные продукты.

Теперь, если бы мы выполнили тестовое скрещивание с F 1 , мы бы ожидали соотношение 1:1:1:1:1:1:1:1. Как и в случае двухточечного анализа, описанного выше, отклонение от этого ожидаемого отношения указывает на то, что происходит сцепление. Лучший способ ознакомиться с анализом трехточечного теста перекрестные данные, чтобы пройти через пример.Мы будем использовать произвольный пример генов A , B и C Сначала делаем скрещивание между физические лица, которые AABBCC и aabbcc . Далее F 1 скрещивается с человеком aabbcc . Мы будут использовать следующие данные для определения порядка генов и расстояний сцепления. Как и в случае с двухточечными данными, будем рассматривать гамету F 1 сочинение.

Генотип Наблюдаемый Тип гаметы
Азбука

390

Родительский
абв

374

Родительский
АБК

27

Одиночный кроссовер между генами C и B
АБВ

30

Одиночный кроссовер между генами C и B
АВС

5

Двойной кроссовер
АБК

8

Двойной кроссовер
Абв

81

Одиночный кроссовер между генами A и C
аВС

85

Одиночный кроссовер между генами A и C
Всего

1000

Лучший способ решить эти проблемы — разработать системный подход.Сначала определите, какие из генотипов являются родительскими гентотипами. Чаще всего обнаруживаются генотипы родителей. Из таблицы видно, что генотипы ABC и abc были родительскими генотипами.

Далее нам нужно определить порядок генов. Как только мы определили родительские генотипы, мы используем эту информацию вместе с информацией полученный в результате двойного кроссовера. Гаметы с двойным пересечением всегда на самой низкой частоте. Из таблицы ABc и генотипы abC имеют наименьшую частоту. Следующий важный Дело в том, что событие двойного кроссовера перемещает средний аллель от одной сестры хроматид к другому. Это эффективно помещает неродительский аллель среднего гена на хромосому с родительскими аллелями два фланкирующих гена. Из таблицы видно, что C ген должен быть в середине, потому что рецессивный аллель c теперь находится на та же хромосома, что и аллели A и B , и доминантный Аллель C находится в той же хромосоме, что и рецессивный a и b аллелей.

Теперь, когда мы знаем порядок генов ACB , мы можем приступить к определению расстояния связи между A и C и C и Б . Расстояние сцепления рассчитывается путем деления общего количество рекомбинантных гамет в общем числе гамет. Этот это тот же подход, который мы использовали с двухточечным анализом, который мы выполнили ранее. Отличие состоит в том, что теперь мы должны также рассмотреть события двойного пересечения. Для этих расчетов мы включаем те двойные кроссоверы в расчетах обоих интервальных расстояний.

Таким образом, расстояние между генами А и С составляет 17,9 сМ. [100*((81+85+5+8)/1000)], и расстояние между C и B составляет 7,0 сМ [100*((27+30+5+8)/1000)].

Теперь давайте попробуем решить задачу из Drosophila , применяя принципы мы использовали в приведенном выше примере. В следующей таблице приведены результаты будем анализировать.

Генотип Наблюдаемый Тип гаметы
v резюме + кар +

580

Родительский
v + CV CT

592

Родительский
В резюме КТ +

45

Одиночный кроссовер между генами ct и cv
v + cv + карат

40

Одиночный кроссовер между генами ct и cv
в резюме КТ

89

Одиночный кроссовер между генами v и ct
v + cv + карат +

94

Одиночный кроссовер между генами v и ct
в резюме + кар

3

Двойной кроссовер
v + CV КТ +

5

Двойной кроссовер
Всего

1448

Шаг 1: Определите родительские генотипы.

Наиболее многочисленными генотипами являются партенальные типы. Эти генотипы v cv + ct + и v + cv ct . Что отличается от нашего первого трехточечного креста, так это то, что один родитель не содержит всех доминантных аллелей, а другой всех рецессивных аллели.

Шаг 2: Определите порядок генов

Чтобы определить порядок генов, нам нужны родительские генотипы, а также генотипы двойного кроссовера. Как мы упоминали выше, наименее частые генотипы представляют собой генотипы двойного кроссинговера.Эти генотипы v cv + ct и v + cv ct + . Из этой информации мы можем определить порядок, задав вопрос: В генотипах двойного кроссинговера какой родительский аллель не ассоциирован с двумя родительскими аллелями, с которыми он был связан в исходном родительском Пересекать. От первого двойного кроссовера, v cv + ct , ct аллель связана с v и cv + аллелей, два аллеля, с которыми он не ассоциирован в оригинальный крест.Поэтому ct находится посередине, а ген заказ v ct ​​ cv.

Шаг 3: Определение расстояний сцепления.

Шаг 4. Нарисуйте карту.

Трехточечные кресты также позволяют измерять интерференций. ( I ) среди событий кроссинговера в данной области хромосомы. В частности, количество двойного кроссовера указывает на то, возникают помехи. Концепция заключается в том, что при специфической рекомбинации частоты в двух соседних хромосомных интервалах, частота двойных кроссинговеров в этой области должно быть равно произведению одиночных кроссоверов.В пример v ct ​​ cv , описанный выше, рекомбинация частота составила 0,132 между генами v и ct , а рекомбинация частота между ct и cv составила 0,064. Следовательно, мы ожидаем 0,84% [100*(0,132 x 0,64)] двойных рекомбинантов. С участием при размере выборки 1448 это составит 12 двойных рекомбинантов. Мы на самом деле обнаружено только 8.

Для измерения интерференции мы сначала вычисляем коэффициент совпадение ( гр.о.к. ), что представляет собой отношение наблюдаемого к ожидаемому двойные рекомбинанты. Затем интерференция рассчитывается как 1 — c.o.c. Формула выглядит следующим образом:

Для данных v ct ​​ cv значение интерференции составляет 33% [100*(8/12)].

Чаще всего значения интерференции находятся в диапазоне от 0 до 1. Значения менее один указывает на то, что интерференция происходит в этой области хромосомы.

Copyright © 1998. Phillip McClean

Генетическая связь

Как указывалось выше, обнаружение действия генов у человека затруднено, поскольку из-за отсутствия контролируемых скрещиваний и небольшого количества потомства.То такие же трудности преследуют определение сцепления у людей. Но, некоторые связи могут быть обнаружены у людей с помощью анализа родословной. Давайте посмотрим в следующей родословной и посмотрим, сможем ли мы определить отношения сцепления.

Во-первых, что мы можем сказать о наследовании синдрома ногтя-надколенника? Ясно, что болезнь является доминирующим действующим геном, потому что больные люди у всех был хотя бы один родитель с этим заболеванием. Во-вторых, можем ли мы определить генотипы родителей в I поколении.Не пострадавший родитель должен быть гомозиготным рецессивным по заболеванию. Что насчет пострадавших родитель в поколении I. Этот родитель должен быть гетерозиготным, потому что потомство этого спаривания являются гомозиготными рецессивными.

Затем посмотрите на данные группы крови. Легче генотипировать особей для этого фенотипа, потому что группа крови является кодоминантным признаком. Опять таки непораженный мужчина является гомозиготным рецессивным, тогда как больная женщина является гетерозиготным.

Когда мы рассматриваем эти два гена, родительское скрещивание в поколении I какой тип креста напоминает? ну самец гомозиготный рецессивный по обоим генам, и самка гетерозиготна по обоим генам.Это эквивалентно тесткроссу. Если вы помните, тестовый крест был использовали для определения сцепления во всех примерах, которые были описаны над. Итак, следующий шаг — определить, наблюдаем ли мы независимые сочетание двух генов или если два гена кажутся движущимися как блок в гаметы.

Глядя на родословную, мы видим, что почти во всех случаях люди с синдромом ногтя-надколенника также обладают аллелем B . Это убедительно свидетельствует о том, что гены ногтя-надколенника и группы крови связаны, и что доминантный аллель, ответственный за заболевание, находится в связывание с аллелем B в локусе группы крови.

Как указывалось выше, у большинства, но не у всех потомков, обнаруживается эта связь. Кто из потомства является рекомбинантным? Если мы посмотрим на поколение II, второй потомок мужского пола от брака (II-5) не имеет болезнь, но содержит аллель B . Также в этом поколении четвертый потомство мужского пола (II-8) имеет заболевание, но не имеет B Аллель . В поколении III потомство (III-3) от брака первого самца в поколение II имеет аллель B , но не поражено болезнью.Таким образом, мы можем заключить, что произошла рекомбинация между этими двумя гены.

Теперь мы хотели бы определить расстояние сцепления между двумя генами. Первоначальная вязка в поколении I и первые две вязки в поколении II — тестовый кросс. Третья вязка во II поколении неинформативна. потому что он включает аллель A , за которым мы не следим. Мы имеют в общей сложности 16 потомков, которые являются информативными. Из них мы определили эти три были рекомбинантными. Как и во всех тестовых скрещиваниях, это дает генетическое расстояние 18.8 см [100*(3/16)].

Copyright © 1998. Phillip McClean

Повышение неравновесия по сцеплению выше нейтральных ожиданий в предковых и производных популяциях Drosophila melanogaster

ВВЕДЕНИЕ

Распутывание эффектов демографии и отбора на паттерны геномной изменчивости остается центральной проблемой эволюционной биологии. До недавнего времени выводы о демографии и селекции основывались главным образом на коротких геномных фрагментах, отобранных у ограниченного числа людей (например,грамм. Дюшен и др. . 2013; Гутенкунст и др. . 2009 г.; Ли и Стефан, 2006 г.; Молина и др. . 2001 г.; Притчард и др. . 2000 г.; Торнтон и Андольфатто, 2006 г.). Хотя такие данные предоставили важную информацию об эволюционных силах, действующих на популяции, они в конечном итоге были ограничены как размером выборки, так и физическим масштабом, в котором можно было исследовать паттерны полиморфизма и сцепления. Недавняя доступность полных последовательностей генома от нескольких особей с популяциями различных видов (например,g Абекасис и др. . 2010 г.; Цао и др. . 2011 г.; Маккей и др. . 2012) позволяет нам исследовать долгосрочные паттерны LD (~ 10 КБ), измеряемые либо как корреляции между парами сайтов, либо как гомозиготность гаплотипов. LD предлагает мощное понимание селективных и демографических процессов, формирующих генетическую изменчивость в естественной популяции, таких как узкие места или смешанные демографические силы (Pennings and Hermisson 2006; Покалюк 2012; Wall and Pritchard 2003; Andolfatto and Przeworski 2000).Кроме того, повышенная гомозиготность по гаплотипу очень чувствительна к недавней и сильной адаптации, приводящей как к классическим жестким, так и к мягким селективным зачисткам (Garud et al . 2015; Garud and Rosenberg 2015; Pennings and Hermisson 2006).

В случае Drosophila melanogaster, самые последние демографические модели были выведены с использованием коротких фрагментов межгенных и интронных последовательностей на Х-хромосоме длиной не более нескольких сотен пар оснований у десятков особей (Duchen et al .2013). Поскольку данных было очень мало, модели, предполагающие независимость между полиморфными сайтами, соответствовали статистике, чувствительной к частотному спектру сайтов, а также к неравновесному сцеплению на коротком масштабе, измеряющему корреляцию между полиморфными сайтами, разделенными короткими расстояниями (Duchen et al , 2013). ).

Наличие Генетической справочной панели дрозофилы (DGRP), состоящей из 162 полностью секвенированных штаммов D. melanogaster из одной популяции в Роли, Северная Каролина (Mackay et al .2012) предоставил возможность изучить полногеномные сигнатуры демографии и отбора в глубокой выборке. Недавно мы проанализировали закономерности гомозиготности LD и гаплотипов на расстоянии ~10 кб в наборе данных DGRP (Garud et al . 2015) и сравнили эти закономерности с нейтральными ожиданиями, полученными в рамках нескольких демографических моделей Северной Америки D. melanogaster, включая две постоянные модели N и , две модели узких мест и две недавно выведенные модели примесей (Duchen et al .2013), одна из которых считается наиболее точной моделью смешения европейских и африканских мух, образующих североамериканский D. melanogaster . Мы обнаружили, что LD и гомозиготность гаплотипов в данных DGRP повышены по сравнению с ожиданиями в рамках любой из протестированных демографических моделей, и что это повышение сохраняется даже после учета нескольких потенциальных источников повышенного LD, включая близкое родство между людьми, наличие геномных инверсий, рекомбинацию. вариации скорости и субструктура населения.

Кроме того, мы идентифицировали области в данных DGRP с повышенной гомозиготностью по гаплотипу, измеренной с использованием статистики h22, предназначенной для обнаружения как жестких, так и мягких разверток Garud et al . 2015. h22 вычисляет гомозиготность гаплотипов после объединения частот первого и второго наиболее распространенных гаплотипов, чтобы увеличить мощность обнаружения мягких разверток. Среди трех кандидатов с самым высоким рейтингом в сканировании h22 были известные известные случаи мягких зачисток в локусах Ace, Cyp6g1, и CHKov1 (Карасов и др. .2010 г.; Магвайр и др. . 2011 г.; Шмидт и др. . 2010). Все 50 выпадающих пиков h22 в данных DGRP показали признаки частичного плавного развертки, предполагая, что мягкие развертки были обычным явлением в данных DGRP (но см. Schrider et al . 2015).

Степень, в которой мягкие зачистки специфичны для этой популяции Роли, остается неизвестной. Несколько факторов затрудняют интерпретацию результатов набора данных DGRP, и мы стремимся рассмотреть их в этой статье. Во-первых, популяция Роли, как и все остальные североамериканские популяции D.melanogaster, — это недавно полученная популяция, возникшая в результате смешения европейских и африканских линий мух (Bergland et al. . 2015; Duchen et al. . 2013; Pool et al. . 2012). Влияние недавней примеси на паттерны LD и гомозиготность гаплотипов еще предстоит полностью понять, и, кроме того, истинная демографическая история североамериканских мух, несомненно, намного сложнее, чем наши современные модели могут зафиксировать. Например, Pool 2015 показал, что эпистатические взаимодействия между африканскими аллелями и европейскими аллелями широко распространены в популяции Северной Америки и что эти комбинации аллелей, по-видимому, подвергаются против них отбору.

Во-вторых, мухи, входящие в набор данных DGRP, подверглись интенсивному инбридингу, что привело к большей части гомозиготных геномов. Этот процесс инбридинга оставил после себя участки остаточной гетерозиготности, которые, по предположению Houle and Marquez 2015, являются результатом эпистатических взаимодействий между инверсиями (особенно гетерозиготными инверсиями, которые могут быть летальными как гомозиготы), сохраняющимися на разных хромосомах, или другими вредными мутациями при отталкивании. К сожалению, это может привести к увеличению неравновесия по дальнему сцеплению, поскольку области генома, несущие вредные мутации, возможно, придется поддерживать синхронно с другими потенциально невредными областями генома, в противном случае комбинированный эффект двух вредных областей, присутствующих в геном может быть смертельным.

Недавно был опубликован набор данных Drosophila Genome Nexus (DGN) (Lack et al . 2015), состоящий из 205 штаммов DGRP от Raleigh (включая исходные 162 штамма DGRP, доступных в первоначальном выпуске), а также 197 штаммов. из Замбии. Набор данных по Замбии дает возможность проверить, являются ли сигнатуры, наблюдаемые в популяции Роли, общими для нескольких популяций D. melanogaster . Важно отметить, что две особенности обширной примеси в популяции Роли и инбридинга мух для получения набора данных отсутствуют у замбийских линий.Во-первых, как вероятная предковая популяция D. melanogaster , замбийская популяция испытала относительно небольшую примесь (Pool et al . 2012). Во-вторых, поскольку замбийские мухи имеют гораздо более высокий уровень генетического разнообразия (Pool et al . 2012) и вредоносную нагрузку, мухи не могут быть полностью инбредированы для создания поэтапных гаплотипов для секвенированного набора данных. Вместо этого Лэнгли и др. . 2011 использовали метод скрещивания для создания и секвенирования гаплоидных эмбрионов изоженских штаммов.Отсутствие примеси и более низкие уровни инбридинга в наборе замбийских линий делают сравнение паттернов гомозиготности LD и гаплотипов между замбийскими данными и данными Роли особенно информативным для понимания общих паттернов мягкого отбора у D. melanogaster .

В этой статье мы сравниваем паттерны неравновесия по сцеплению и гомозиготности гаплотипов у мух, отобранных из Роли и Замбии. Мы обнаружили, что гомозиготность по LD и гаплотипу в линиях Raleigh и Zambian повышена по сравнению с нейтральными ожиданиями, предполагая, что повышенная гомозиготность по LD и гаплотипу является общим признаком множественных D.melanogaster популяций. Кроме того, наше сканирование h22 замбийских линий выявляет несколько пиков в геномных местоположениях, отличных от таковых у Raleigh, многие из которых демонстрируют сигнатуры мягких разверток с множественными гаплотипами на высоких частотах. В наборе данных Замбии мы обнаружили пики у двух положительных контролей, Ace и Cyp6g1, , но это не пики с наивысшим рангом, как в наборе данных Raleigh, отражающие более низкие частоты, при которых адаптивные мутации обнаруживаются в предков, африканских популяций, чем в производных популяциях.Мы не восстанавливаем пик на CHKov1 , который является отрицательным контролем в африканских популяциях, поскольку было показано, что адаптивная мутация присутствует с высокой частотой только в неафриканских популяциях (Aminetzach et al . 2005). В то время как паттерны повышенной дальней LD и множественных гаплотипов с высокой частотой в обеих популяциях показывают, что мягкие развертки могут быть общими для обеих популяций, различия в геномном расположении отдельных селективных разверток согласуются с различными лежащими в основе селективными давлениями и эволюционными процессами в обеих популяциях. две популяции.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Данные

В этой статье мы сравниваем уровни гомозиготности по LD и гаплотипу в популяциях Raleigh и Zambian. В нашем анализе мы замаскировали ранее предполагаемые области идентичности по происхождению (IBD), геномные инверсии и участки остаточной гетерозиготности, возникшие в результате инбридинга штаммов Raleigh (Corbett-Detig and Hartl 2012; Huang et al . 2014; Lack и др. . 2015). Для замбийских штаммов мы также замаскировали ранее предполагаемые регионы примеси из Европы в Африку (Lack et al .2015 г.; Пул и др. . 2012) (Методы). Наконец, мы исключили области генома с низкой скоростью рекомбинации < 1 сантиморган/мегабаза (cM/Mb) (Comeron et al . 2012). Обширное маскирование этого набора данных привело к большому количеству отсутствующих данных по нескольким людям и внесло изменения в размер выборки в разных участках генома. Чтобы учесть эту вариацию, мы разделили данные Роли и Замбии на 100 штаммов, исключив наихудшие штаммы с точки зрения отсутствующих данных (Методы).

Далее в этой статье мы проводим полногеномное сканирование h22 наборов данных Замбии и Роли, чтобы идентифицировать отдельные селективные события в каждой популяции. Чтобы максимизировать наш охват и мощность для определения выборочных разверток, мы применили к данным менее строгие фильтры, маскируя участки остаточной гетерозиготности и дополнительные гетерозиготные участки, как и раньше, но не маскируя какие-либо инверсии, области предполагаемой примеси или участки ВЗК. Вместо этого мы апостериорно проверили на обогащение выборочных разверток в геномных областях с инверсиями, присутствующими с высокой частотой в наборе данных.Кроме того, вместо того, чтобы маскировать тракты ВЗК, мы исключили всех людей с уровнями ВЗК по всему геному, по крайней мере, с одним другим человеком на уровне> 20% (Методы). Это привело к 178 и 188 штаммам в наборах данных Raleigh и Zambian соответственно. Далее мы уменьшили выборку наборов данных до 145 штаммов, исключая штаммы с наибольшим количеством отсутствующих данных (методы), чтобы соответствовать глубине выборки нашего предыдущего сканирования h22 (Garud et al . 2015). Наконец, мы исключили участки генома со скоростью рекомбинации <0.5 сМ/Мб (Comeron et al. . 2012). Мы называем этот второй набор данных менее строго отфильтрованным набором данных.

Медленное затухание неравновесия по сцеплению в популяциях Замбии и Роли

На рисунке 1a мы сравниваем затухание LD в данных Замбии с ожиданиями при нейтральных демографических моделях, соответствующих данным. С помощью программы DaDi (Gutenkunst et al , 2009) мы вывели четыре простые нейтральные демографические модели, соответствующие коротким интронам в линиях Замбии (Gutenkunst et al , 2009): демографическая модель с постоянными N и , модель узкого места, модель роста и модель узкого места с последующим расширением (далее «бутылочный рост») (методы). S и π для каждой модели соответствуют эмпирическим оценкам по данным о коротких интронах в популяции Замбии (таблица 1). Логарифмические вероятности каждой модели и их предполагаемые параметры представлены в таблице 2. На основе логарифмических вероятностей становится ясно, что модель узкого места и модель узкого места лучше всего подходят. Однако, поскольку даже в модели с узким местом наблюдается рост численности населения, мы решили сосредоточиться на модели с узким местом. Кроме того, мы оценили затухание LD в моделировании константы N e и модели роста в качестве точек сравнения.Поскольку низкая рекомбинация может привести к повышению LD, мы исключили области генома со скоростью рекомбинации <1 сМ/Мб (Comeron et al . 2012) и выполнили все нейтральные симуляции с этой скоростью рекомбинации. Эта скорость рекомбинации должна быть консервативной для наших целей, поскольку это самая низкая скорость рекомбинации в наших данных.

Таблица 1: S и π , измеренные в нейтральных демографических моделях популяций Замбии и Роли D. melanogaster .

(A) S и π оценки для данных о коротких интронах Замбии и демографические модели соответствуют данным о коротких интронах Замбии. (B) S и π оценки для данных коротких интронов Роли и демографические модели соответствуют данным коротких интронов Роли. Оценки S и π были усреднены по 30 000 симуляций 10 000 бит/с для каждой демографической модели.

Рисунок 1: Повышенная дальняя LD и гомозиготность по гаплотипу в популяциях Замбии и Роли.

LD в Замбии (ZI) (A) и Роли (RA) (B) выше по сравнению с любой нейтральной демографической моделью, особенно для больших расстояний. попарно LD рассчитывали по данным Замбии и Роли для участков генома D. melanogaster с ϱ ≥ 10 -6 сМ/п.н. Нейтральные демографические модели были созданы с 90 516 ϱ 90 517 = 10 90 232 -6 90 233 сМ/бн. Попарный LD усреднялся по 10 90 232 7 90 233 симуляциям в каждом нейтральном демографическом сценарии. Значения h22 для всего генома, измеренные в 801 окне SNP в данных Замбии (C) и 401 окне SNP в данных Raleigh (D), повышены по сравнению с ожиданиями для любой протестированной нейтральной демографической модели.Значения h22 были измерены при размере выборки 100 и в геномных областях с 90 516 ϱ 90 517 ≥ 10 90 232 -6 90 233 сМ/п.н. Значения h22 были измерены в нейтральном демографическом моделировании 100 человек, полученных с 90 516 ϱ 90 517 = 10 90 232 -6 90 233 сМ/п.н. На графике представлены результаты приблизительно 1,5×10 90 232 5 90 233 симуляций для каждой нейтральной демографической модели, что соответствует десятикратному количеству окон анализа в данных.

Мы наблюдаем существенное увеличение LD в данных относительно нейтральных ожиданий во всех демографических моделях (рис. 1а).Мы оценили LD для различных классов частоты минорных аллелей (MAF) SNP (методы), где оба SNP в паре LD имели MAF от 0,05 до 0,5 (рис. 1a), от 0,3 до 0,5 (рис. S1a) и от 0 до 0,05 (рис. S1b). ). Используя двусторонний критерий суммы рангов Уилкоксона для проверки значимости отклонения LD от нейтральных ожиданий, значение P было <10 -15 во всех случаях. Отклонение LD в данных от ожиданий очевидно на коротких расстояниях менее 100 пар оснований, что согласуется с наблюдениями Przeworski et al .2001 для нескольких видов дрозофилы, а также для больших расстояний, что согласуется с нашими предыдущими результатами (Garud et al . 2015).

На рисунках 1b, S1c и S1d мы повторяем наш предыдущий результат в Garud и др. . 2015 в наборе данных Роли и подтверждают, что в популяции Роли наблюдается повышение LD по сравнению с шестью нейтральными демографическими моделями, соответствующими данным Роли с точки зрения S и π (таблица 1). В отличие от LD в наборе данных Замбии, отклонение LD от нейтральных ожиданий в наборе данных Роли еще более преувеличено (для всех MAF, обусловленных и протестированных демографических моделей, значение P составляет < 10 −15). для двустороннего критерия суммы рангов Уилкоксона).Повышение LD как в Замбии, так и в данных Роли предполагает, что повышенное LD является общим признаком нескольких популяций D. melanogaster .

Чтобы подтвердить, что повышение LD не вызвано какими-либо аномалиями в данных, такими как неучтенные родственные особи, инверсии или штаммы с необычно высоким полиморфизмом или частотой ошибок секвенирования, мы 10 раз отобрали наборы данных Замбии и Роли до 50 штаммов. чтобы проверить, может ли какое-либо подмножество людей вызывать повышение LD.Во всех выборочных наборах данных LD остается повышенным по сравнению с ожидаемым LD, измеренным во всех протестированных демографических моделях, смоделированных с размером выборки 50 ( 90 516 P 90 517 -значение < 10 90 232 −15 90 233 для всех протестированных сценариев, двусторонняя ранговая сумма Уилкоксона тест) (рисунок S2), предполагающий, что повышение LD обусловлено явлениями в масштабах всей популяции.

Повышение уровня гомозиготности по гаплотипу в популяциях Замбии и Роли

Мы сравнили распределение гомозиготности по гаплотипу, измеренное по h22 в наборах данных Замбии и Роли, с распределением значений h22, измеренных в нейтральных демографических сценариях, подходящих для двух популяций (рис. 1c). и 1г).h22 предназначен для обнаружения как жестких, так и мягких разверток и рассчитывается путем объединения частот двух наиболее распространенных гаплотипов в окне анализа (Garud et al . 2015). Для данных Raleigh мы применили статистику в окнах анализа 401 SNP (200 SNP с каждой стороны от центрального SNP каждого окна) с центрами каждого окна, повторенными 50 SNP. 401 SNP соответствует ~10 КБ в данных Роли (Garud et al . 2015). Однако в данных Замбии 801 SNP соответствует примерно ~10 тыс. п.н.Поэтому мы применили статистику в 801 окне SNP, случайно отобранном один раз, к 401 SNP в данных Замбии, чтобы иметь сопоставимые размеры окон анализа с точки зрения SNP и пар оснований для обоих сканирований. Окно этой шкалы длины вряд ли будет генерировать высокие значения LD или гаплотипа случайно при нейтральности, но вместо этого должно иметь высокую мощность для выявления значительно повышенной гомозиготности гаплотипа, возникающей в результате сильных событий отбора с s = 0,05% или выше (Garud et ал .2015). В нашем применении статистики мы исключили области с низкой рекомбинацией (<1 cM/Mb) (Comeron et al . 2012), поскольку низкие уровни рекомбинации могут генерировать высокую гомозиготность. Мы выполнили 150 000 симуляций каждого нейтрального демографического сценария, что примерно в 10 раз превышает количество окон анализа, наблюдаемых в данных.

На рисунках 1c и 1d видно, что существует длинный хвост высоких значений h22 как в наборах данных Замбии, так и в наборах данных Роли относительно распределения h22, измеренного в ходе моделирования во всех протестированных нейтральных демографических моделях, что подтверждает наши предыдущие результаты (Garud et al. .2015), показывая, что все нейтральные демографические сценарии, которые мы протестировали, не могут случайно создать структуру гаплотипов, наблюдаемую в данных Роли ( P -значение < 10 −15 , критерий суммы рангов Уилкоксона, для всех протестированных нейтральных демографических сценариев) . Высота значений h22 в хвосте приглушена в наборе данных Замбии, где самое высокое значение h22 достигает всего 0,0936, тогда как в наборе данных Роли самое высокое значение достигает 0,5374. В наборе данных Роли среднее значение h22 (0.0202) резко превышает медианное значение h22, измеренное при моделировании (~0,012 для всех демографических сценариев), и ~68% окон в данных имеют значения h22, превышающие значения частоты ложных открытий 1 на геном, соответствующие 10 th самое экстремальное значение h22 в распределениях значений h22, измеренных при моделировании. В наборе данных Замбии мы обнаружили, что повышение среднего значения h22 в данных (0,0124) также является экстремальным по сравнению со средним значением h22, измеренным при моделировании (~0,0.0112 во всех демографических сценариях) с ~ 26% окон в данных, имеющих значения h22 выше уровня ложных обнаружений 1 на геном.

В следующем разделе мы проводим второе сканирование h22 всего генома, чтобы идентифицировать отдельные выборочные развертки в менее строго замаскированных наборах данных, где маскируются только участки остаточной гетерозиготности и любые дополнительные оставшиеся гетерозиготные сайты. Этот менее строго замаскированный набор данных дает нам большую мощность и покрытие для идентификации выборочных разверток.Чтобы измерить влияние обширной маскировки областей примеси, IBD, инверсий и низкой рекомбинации на распределение значений h22, мы сравнили распределения значений h22, измеренных в строго и менее строго замаскированных наборах данных, обнаружив, что распределения аналогично (рис. S3, рис. 1c и 1d), с повышением хвостов и медианы значений h22 в данных относительно нейтрального демографического моделирования.

Идентификация выборочных разверток в данных Замбии и Роли

Мы провели полногеномное сканирование h22, чтобы идентифицировать отдельные выборочные развертки в данных Замбии и Роли в менее строго отфильтрованных наборах данных (рис. 2).Для данных Raleigh мы применили статистику в окнах 401 SNP с центрами окон, разделенными 50 SNP. Для данных по Замбии мы применили статистику в окнах 801 SNP, случайным образом выбранных один раз, к 401 SNP. Чтобы проверить влияние выбора размера нашего окна на расположение пиков h22 в данных Замбии, мы применили h22 в окнах 801 SNP в данных Замбии на рисунке S4 и обнаружили, что наши результаты существенно не изменились. В нашем анализе мы исключили геномные области с низкой скоростью рекомбинации <0.5 cM/Mb (Comeron et al. . 2012), поскольку низкие скорости рекомбинации могут приводить к высоким значениям гомозиготности.

Рисунок 2: сканирование h22 в данных Замбии и Роли.

Мы выполнили сканирование h22 в данных Замбии с окнами размером 801 SNP, уменьшенными до 401 SNP (A). Для данных Raleigh мы использовали окна размером 401 SNP (B). Каждая точка данных представляет собой значение h22, рассчитанное в окне анализа с центром в конкретной позиции генома. Серые точки обозначают области генома со скоростью рекомбинации ниже 0.5 сМ/Мб исключены из нашего анализа. Оранжевые штрихи указывают на общие инверсии, присутствующие, по крайней мере, у штаммов в каждом наборе данных. На хромосоме 3R имеется несколько перекрывающихся инверсий. Красные и синие точки выделяют 25 верхних пиков h22 в каждом соответствующем сканировании относительно среднего значения h22 в данных. Красные точки обозначают пики, перекрывающие оба скана. Три самых высоких пика на скане Роли соответствуют известным случаям мягкой развертки на Ace, CHKov1, и Cyp6g1 . Мы также наблюдаем пики на Ace и Cyp6g1 при сканировании Замбии, но они не имеют такого высокого ранга, потому что адаптивные аллели в этих локусах имеют более низкие частоты в этих сайтах.

Чтобы идентифицировать отдельные выборочные развертки в данных Замбии и Роли, мы нашли пики h22, где пик определяется как последовательный участок окон h22, лежащих выше медианного значения h22 в данных (Garud et al . 2015) ( Методы). Чтобы сосредоточиться на наиболее экстремальных выбранных событиях, мы выделили 25 верхних пиков h22 в каждом сканировании на рисунке 2. Мы исключили все пики в пределах 500 КБ от самых высоких пиков, чтобы избежать идентификации нескольких пиков в одной и той же области, принадлежащих одному и тому же выборочному событию (Методы ).Как ранее наблюдалось на рисунках 1c, 1d и S3, значения h22 на пиках в данных Замбии в целом ниже, чем в данных Роли. Отражая этот более низкий уровень h22 в данных Замбии, на рисунке 2 сканирование Замбии имеет более короткую ось y, чем сканирование Роли, чтобы иметь лучшее разрешение для идентификации отдельных событий отбора, но мы снова показываем эти данные на рисунке S5 с тем же y- ось как у Роли.

Пики h22 распределены по всему геному как в популяциях Замбии, так и в популяциях Роли, что позволяет предположить, что ни одна область генома не является причиной повышения значений h22, наблюдаемых в данных.Три из 25 верхних пиков на скане Замбии перекрываются по местоположению с тремя из 25 верхних пиков на скане Роли, где перекрытие определяется как пересечение конечных координат пика (см. Методы). Это больше, чем ожидалось случайно (односторонняя биномиальная вероятность <0,022, см. Методы расчетов). Один из перекрывающихся пиков совпадает с положительным контролем Cyp6g1 на хромосоме 2R, а два из перекрывающихся пиков находятся на хромосоме 3R. Однако мы обнаруживаем, что эти два пика на хромосоме 3R исчезают, когда мы повторно запускаем сканирование в окнах 801 SNP в данных Замбии на рисунке S4.Кроме того, мы обнаруживаем обогащение пиков на хромосоме 3R, перекрывающих высокочастотные инверсии при сканировании данных Замбии на рисунке 2, прогоне с 801 окном SNP, уменьшенным до 401 SNP (см. Таблицу S4 для расчетов обогащения). Это говорит о том, что два пика в сканировании Замбии, перекрывающиеся пики в сканировании Роли на хромосоме 3R, могут быть либо артефактами, возникающими в результате наличия инверсий, либо могут быть слабо выбранными событиями, и что только пик на Cyp6g1 является единственным идентифицированным пиком. среди 25 пиков, присутствующих в обеих популяциях.

Кроме того, мы идентифицировали шесть пиков на хромосоме 3L в замбийской популяции, в отличие от одного пика в данных Роли, что позволяет предположить, что могут быть разные давления отбора и разные источники адаптивных мутаций, приводящие к различным пикам по всему геному. в двух популяциях.

Мы обнаружили пики h22 в положительных контролях Cyp6g1 и Ace в наборах данных Raleigh и Zambian. В то время как пики Cyp6g1 и Ace занимают 1 st и 3 rd в сканировании Роли, они занимают 14 th и 35 th в сканировании Замбии.Более низкий ранг пиков Ace в замбийском сканировании отражает более низкие частоты, при которых адаптивные мутации Ace присутствуют в данных Замбии и Роли соответственно: примерно 16% в Замбии и примерно 40% в Роли. населения. Пик второго ранга в данных Роли приходится на положительный контроль CHKov1, , что подтверждает наш предыдущий результат (Гаруд и др. , 2015). Однако этот пик отсутствует при сканировании Замбии, что согласуется с предыдущим наблюдением, что адаптивная мутация CHKov1 присутствует с высокой частотой в популяциях за пределами Африки и редко в Африке (Aminetzach et al .2005).

Структура гаплотипов в верхних пиках h22 в сканах Замбии и Роли

Чтобы понять, напоминают ли верхние пики в сканах h22 наборов данных Роли и Замбии жесткие или мягкие развертки, мы визуализировали частотные спектры гаплотипов в окно анализа с самым высоким значением h22 на каждом из 25 верхних пиков (рисунки 3 и S4). Количество независимых гаплотипов, присутствующих с высокой частотой в окне анализа, может быть связано с «мягкостью» развертки.Значительное количество пиков при сканировании h22 данных по Замбии показывает множественные гаплотипы с высокой частотой, что согласуется с признаком мягкого сканирования. В некоторых случаях несколько пиков выглядят лишь погранично мягкими с одним гаплотипом с высокой частотой, за которым следуют несколько гаплотипов, общих для нескольких особей в популяции. В сканировании h22 данных Роли все пики имеют несколько гаплотипов с высокой частотой, напоминающих мягкие развертки, как мы наблюдали ранее (Garud et al . 2015). Развертки на верхних пиках в наборе данных Замбии достигают меньшей частичной частоты, чем в наборе данных Роли, что снова согласуется с приглушенным повышением неравновесия по сцеплению и гомозиготностью гаплотипов в наборе данных Замбии по сравнению с набором данных Роли.

Рис. 3: Частотные спектры гаплотипов для 25 пиков h22 в данных Замбии и Роли.

Показаны частотные спектры гаплотипов для 25 верхних пиков в замбийском сканировании, проведенном в 801 окне SNP, уменьшенном до 401 SNP (A), и сканировании Raleigh, проведенном в 401 окне SNP (B). Для каждого пика строится частотный спектр, соответствующий окну анализа с наибольшим значением h22. Высота первой полосы (светло-синего цвета) в каждом частотном спектре указывает на частоту наиболее распространенного гаплотипа в выборке из 145 человек, а высота последующих цветных полос указывает на частоту второго, третьего и т. д. наиболее частых гаплотипов. в образце.Серые полосы указывают на синглтоны. В Замбии развертки достигают меньшей парциальной частоты, чем Роли. Большинство пиков в данных по Замбии имеют несколько гаплотипов, присутствующих с высокой частотой, что указывает на мягкие развертки, но есть также несколько разверток, которые выглядят жесткими. В Raleigh все развертки имеют несколько гаплотипов с высокой частотой и выглядят мягкими.

Могут ли демографические процессы формировать большую часть структуры гаплотипов в данных Замбии?

Мы проверили, может ли повышение частот гаплотипов среди 25 верхних пиков в наборе данных по Замбии быть вызвано демографическими процессами, такими как примесь или обратный поток людей из Северной Америки в Замбию.

Во-первых, мы сравнили уровни примесей по всему геному в штаммах, содержащих 3 наиболее распространенных гаплотипа, по сравнению со штаммами, содержащими все остальные гаплотипы в окне анализа с самым высоким значением h22 на каждом из 25 пиков. Мы сосредоточились на 3 наиболее распространенных гаплотипах, поскольку они вносят свой вклад в основную часть значений h22, и мы использовали примесные тракты, выведенные Пулом и др. . (2012) для каждого замбийского штамма для нашего анализа. Мы обнаружили, что из 25 протестированных пиков только 1 пик, расположенный на хромосоме 3R, имел значительные различия в уровнях примеси (P-значение = 0.01743997, двусторонний тест Уилкоксона), что соответствует ожидаемому количеству ложноположительных результатов в 25 тестах с уровнем значимости 0,05.

Мы также проверили любую лежащую в основе популяционную структуру в данных Замбии, изучив, входят ли одни и те же штаммы в 3 верхних гаплотипа чаще, чем ожидалось, случайно в 25 верхних пиках. Мы наблюдали 15 штаммов, содержащих три верхних гаплотипа с 9 или более пиками, хотя и не обязательно с одними и теми же 9 пиками (значение P = 0,0017, см. Методы анализа перестановок).Это говорит о том, что некоторое неравновесие по дальнему сцеплению, наблюдаемое на рис. 1, может быть объяснено некоторой низкоуровневой структурой данных, но что большая часть гомозиготных гаплотипов на пиках не обусловлена ​​одними и теми же штаммами.

Кроме того, мы проверили возможность обратного потока мух из Северной Америки в Замбию. В то время как африканские и европейские мухи основали североамериканскую популяцию мух (Duchen et al . 2013), мог иметь место и обратный сценарий миграции из Северной Америки в Африку (обратный поток).Если такое миграционное событие произошло, то общие гаплотипы в Северной Америке могли быть ответственны за появление пиков h22 в данных Замбии. Чтобы проверить это, мы сравнили разнообразие (π) в менее строго отфильтрованном наборе данных Роли в областях, соответствующих местоположениям 25 верхних пиков в данных Замбии, со всеми другими областями в данных Роли. Мы обнаружили, что среднее значение π в двух типах регионов одинаково (P-значение = 0,5393864, см. Методы).

Чтобы дополнительно проверить гипотезу обратного потока, мы исследовали, являются ли какие-либо из трех наиболее распространенных гаплотипов среди 25 пиков в данных по Замбии общими для данных Роли.Чтобы определить общие общие гаплотипы, мы выровняли начальное и конечное положение окон анализа с самыми высокими значениями h22 в каждом из 25 пиков Замбии с менее строго отфильтрованным набором данных Роли и искали совпадающие гаплотипы как в наборах данных Роли, так и в Замбии. . Мы обнаружили только один пик с общим гаплотипом, общим для 9 жителей Замбии и 8 человек Роли. Этот пик находится в месте селективной развертки Cyp6g1 , предполагая, что в этом локусе произошла либо параллельная адаптация, либо какое-то миграционное событие, за которым последовала адаптация как в Замбии, так и в Роли.

Наконец, мы также проверили обратный сценарий, заключающийся в том, обогащены ли пики h22, идентифицированные в данных Роли, «узлами неравновесия по происхождению», как определено Пулом 2015. Узел неравновесия по происхождению характеризуется как кластер из нескольких афро-африканских или европейско- Европейские пары SNP с более высоким, чем ожидалось, уровнем LD, что позволяет предположить, что афро-европейские пары SNP менее совместимы. Мы обнаружили, что 2 из 25 верхних пиков, выявленных при сканировании Роли, перекрывают центры неравновесия предков (значение P: 0.2820319, биномиальный, см. методы).

Учитывая отсутствие доказательств обратного потока или примеси, вызывающих повышение гомозиготности гаплотипов на верхних пиках в данных Замбии, вполне вероятно, что большинство пиков h22, наблюдаемых в наборах данных Роли и Замбии, вызваны независимыми событиями. Таким образом, общие мягкие зачистки и повышенная LD характерны для обеих популяций. В положительном контроле, Cyp6g1, , мы видели, что могла иметь место либо параллельная адаптация, либо миграция с последующей адаптацией.В следующем разделе мы увидим, что общий гаплотип является общим для всех положительных контролей, Ace, Cyp6g1 и CHKov1 .

Общие гаплотипы в популяциях Замбии и Роли у

Ace, Cyp6g1, и CHKov1

. Чтобы идентифицировать общие гаплотипы, мы исследовали частотные спектры гаплотипов в 801 окне SNP в центрах развертки в объединенном наборе данных, состоящем из всех штаммов Замбии и Роли из наборов данных с менее строгой фильтрацией (методы).Окна 801 SNP соответствуют немного меньшему размеру окна анализа с точки зрения пар оснований в среднем, чем только в данных Роли или Замбии. На рисунке 4 мы показываем частотные спектры гаплотипов в положительном контроле в объединенном наборе данных и разграничиваем, из какой популяции происходит каждый гаплотип.

Рисунок 4: Частотные спектры гаплотипов Cyp6gl, CHKov1, и Ace .

Показаны частотные спектры гаплотипов для трех положительных контролей в объединенном наборе данных, состоящем из 300 штаммов Роли и штаммов Замбии в 801 окне SNP.С правой стороны каждого из частотных спектров есть черные и белые полосы, указывающие, какие штаммы происходят из Роли (RA) и Замбии (ZI) соответственно. Во всех трех положительных контролях общие гаплотипы являются общими для двух популяций. Тонкие черные линии, показанные в спектре гаплотипов для Ace , соответствуют наличию трех адаптивных мутаций, которые придают устойчивость к пестицидам в Ace . Три гаплотипа имеют все три адаптивные мутации. Штаммы Raleigh и Zambian имеют два общих гаплотипа.

В Ace общий гаплотип, несущий три адаптивные мутации, ранее обнаруженные для придания устойчивости к пестицидам как в Замбии, так и в Роли, является общим для 14 штаммов из Замбии и 39 штаммов из Роли. Другой распространенный гаплотип в данных Роли, состоящий из 17 штаммов, соответствует 1 замбийскому штамму и также несет три адаптивные мутации. Обмен этими гаплотипами подтверждает открытие Karasov et al . 2010, где было замечено, что североамериканский и австралийский D.melanogaster имеют общий гаплотип, несущий три адаптивные мутации, что предполагает происхождение этого гаплотипа из Африки. Наша находка обеспечивает более полную историю адаптации Ace . Все оставшиеся высокочастотные гаплотипы состоят исключительно из штаммов Raleigh или Zambian, многие из которых несут одну или три адаптивные мутации, что позволяет предположить, что этот мягкий размах возникал несколько раз на разных континентах.

В локусе CHKoV1 мы наблюдаем два общих гаплотипа Роли, совпадающих с редкими замбийскими гаплотипами: 17 особей Роли и 2 особи Замбии имеют один гаплотип, а 12 особей Роли и 1 особь Замбии имеют другой гаплотип.Кроме того, третий гаплотип является общим для 1 человека из Роли и 2 человек из Замбии. Совместное использование общих гаплотипов Raleigh с редкими замбийскими гаплотипами согласуется с результатом Aminezach et al . 2005, что адаптивный аллель CHKoV1 редко встречается в африканских популяциях и часто встречается в производных популяциях.

В Cyp6g1, мы наблюдаем общий гаплотип, общий для 10 особей Raleigh и 7 особей Замбии (точные частоты в этом анализе немного смещены по сравнению с более ранними значениями в предыдущем разделе для 9 и 7 штаммов, соответственно, потому что анализ окно центрируется вокруг известного выбранного локуса, а не окна анализа с самым высоким значением h22).Все остальные гаплотипы состоят исключительно из штаммов Raleigh или Zambian. Этот результат свидетельствует о том, что этот размах возникал несколько раз на разных континентах и/или может иметь общее происхождение, как у развертки Ace .

Байесовский анализ мягкости пиков

Чтобы оценить, можно ли легче генерировать верхние пики на двух сканах при имитации жесткой и мягкой развертки, мы измерили h3/h2 (Гаруд и др. . 2015) в окна с самыми высокими значениями h22 на каждом из верхних пиков.h3/h2 — отношение гомозиготности по гаплотипу, рассчитанное без (h3) и с (h2) наиболее часто встречающимся гаплотипом в выборке. Эта статистика, используемая в сочетании с h22, может различать жесткие и мягкие развертки, если они не слишком мягкие (Гаруд и др. . 2015). Развертка, которая слишком мягкая, чтобы ее можно было обнаружить с помощью h22 и дифференцировать с помощью h3/h2 как жесткую или мягкую, имеет такое большое количество уникальных гаплотипов, несущих адаптивную мутацию, что развертку трудно отличить от нейтральной (Garud et al .2015).

Мы выполнили факторный анализ Байеса, чтобы оценить вероятность того, что жесткая или мягкая развертка создаст определенную пару значений h22 и h3/h2 для каждого из верхних пиков. Коэффициенты Байеса рассчитываются следующим образом: BF = P(h22 набл. , h3 наб. /h2 наб. | Мягкая развертка)/P(h22 наб. , h3 наб. /h2 наб. ) | . Мы аппроксимировали BF, используя подход приближенных байесовских вычислений (ABC), аналогичный нашему предыдущему анализу (Garud et al .2015), где параметры коэффициента отбора (s), частичная частота адаптивного аллеля после прекращения отбора ( PF ) и возраст ( T E ) взяты из однородных априорных распределений: с ~ U[ 0,1], PF ~ U[0,1] и T E ~ U[0,0,001] × N e . Подобно нашему предыдущему анализу, мы смоделировали жесткие развертки с адаптивной частотой мутаций θ A = 0,01 и мягкие развертки с θ A = 10.Чтобы оценить мягкость 25 верхних пиков в данных по Замбии, мы провели моделирование с постоянной демографической моделью N e = 4,8 * 10 6 (соответствующей предполагаемой N e для населения Замбии, методы) и измерили h22 и h3/h2 в окнах 801 SNP, уменьшенных до 401 SNP. Чтобы оценить мягкость 25 верхних пиков в данных Роли, мы провели моделирование с постоянной демографической моделью N e = 2,6 × 10 6 (соответствующей предполагаемой N e для населения Роли, методы) и измеряли h22 и h3/h2 в окнах 401 SNP.

На рис. 5 представлены панели коэффициентов Байеса, измеряющие относительную поддержку жестких и мягких разверток для сетки с различными значениями h22 и h3/h2. Значительное число из 25 верхних пиков данных по Замбии имеют значения h22 и h3/h2, которые исключительно хорошо подтверждаются мягкими развертками. Несколько пиков имеют значения h22 и h3/h2, которые граничат с плавными развертками. Однако значения h22 на всех пиках в данных Замбии низкие, и, как мы показали ранее (Garud et al .2015), на пиках с низким h22 трудно различить жесткие и мягкие свипы. Эта приглушенная картина в Замбии контрастирует с 25 верхними пиками в данных Роли, все из которых имеют высокие значения h22 и h3/h2, которые хорошо подтверждаются мягкими развертками, которые мы видели ранее (Гаруд и др. . 2015). В целом, значительное количество пиков со значениями h22 и h3/h2, согласующимися с мягкими развертками в обеих популяциях, позволяет предположить, что мягкие развертки являются общим признаком нескольких популяций D.меланогастер .

Рисунок 5: Диапазон значений h22 и h3/h2, ожидаемый при жестком и мягком развертывании для данных Замбии и Роли.

байесовских коэффициента (BF) были рассчитаны для сетки значений h22 и h3/h2, чтобы продемонстрировать диапазон значений h22 и h3/h2, ожидаемый при жестких и мягких развертках для 25 верхних пиков Замбии (A) и Роли (B). ) сканирует. BF были рассчитаны путем взятия соотношения количества симуляций мягкого и жесткого свипирования, которые находились в пределах евклидова расстояния 10% от заданной пары значений h22 и h3/h2.Красные части сетки представляют значения h22 и h3/h2, которые легче генерировать при жесткой развертке, в то время как серые части представляют области пространства, которые легче генерировать при мягкой развертке. На каждой панели представлены результаты 10 6 симуляций жесткой развертки, сгенерированных с θ A = 0,01, и 10 6 симуляций мягкой развертки, сгенерированных с θ A = 10. Для любого цветного квадрата Моделирование жесткой и мягкой развертки соответствует соответствующей паре значений h22 и h3/h2 сетки. 6 демографическая модель для сравнения с данными Замбии (A) и постоянная N e = 10 6 демографическая модель для сравнения с данными Роли. На каждый график желтым цветом наложены наблюдаемые значения h22 и h3/h2 для 25 верхних пиков для каждого сканирования. Значения h22 и h3/h2, измеренные на верхних 25 пиках в данных по Замбии, могут быть получены с помощью как жесткой, так и мягкой развертки, тогда как значения h22 и h3/h2, измеренные в Роли, легче получить с помощью мягкой развертки, чем жесткой развертки во всех сценарии.

ОБСУЖДЕНИЕ

Ранее мы показали, что паттерны повышенной LD и гомозиготности по гаплотипам, согласующиеся с мягкими зачистками, характерны для штаммов D. melanogaster из Роли (Garud et al . 2015). Здесь мы сравниваем эти модели со второй популяцией из Замбии, чтобы проверить, в какой степени этот сигнал в популяции Роли может быть обусловлен особенностями данных, такими как обширная примесь популяции Роли или инбридинг, выполненный для создания секвенированного линии.В отличие от популяции Роли, популяция Замбии подверглась относительно небольшому примеси, и вместо линий инбридинга набор данных был получен путем секвенирования гаплоидных эмбрионов.

Мы обнаружили, что гомозиготность как по LD, так и по гаплотипу повышена на всех расстояниях как в данных Замбии, так и в данных Роли по сравнению с ожиданиями в нескольких нейтральных демографических моделях, которые соответствуют оценкам S и π в данных. Это повышение сохраняется, несмотря на контроль инверсий, примесей, областей с низкой рекомбинацией, родства между людьми, отсутствующих данных, размера выборки и частоты аллелей.Более того, мы обнаруживаем, что сигнатуры мягкой развертки обычны как в наборах данных Замбии, так и в наборах данных Роли. Мы проверили возможность примеси или обратного потока, генерирующего структуру гаплотипов, наблюдаемую в данных Замбии, но обнаружили, что сигнатуры, наблюдаемые в этой популяции, не зависят от популяции Роли, за исключением конкретных случаев в положительном контроле, Ace, Cyp6g1, и ЧКов1 . Степень повышения LD и гомозиготности гаплотипов, а также количество мягких зачисток в обеих популяциях удивительны и одновременно подтверждают, что эти результаты являются общими для нескольких популяций D.меланогастер .

Тем не менее, есть некоторые различия в закономерностях, наблюдаемых в наборах данных Замбии и Роли. Например, повышение LD и гомозиготность гаплотипа в популяции Замбии приглушены по сравнению с популяцией Роли, и все выборочные зачистки в Замбии имеют более низкие парциальные частоты и значения h22, чем в популяции Роли. Кроме того, в то время как большинство из 25 верхних пиков значений h22 и h3/h2 в данных Замбии в подавляющем большинстве поддерживаются мягкими развертками, некоторые из верхних пиков являются гранично мягкими с одним гаплотипом с высокой частотой и несколькими гаплотипами с более низкой частотой, присутствующими в несколько лиц.Трудно определить, являются ли эти развертки действительно жесткими или мягкими, потому что h3/h2 плохо различает мягкость развертки с низким значением h22 (Гаруд и др. . 2015). Преувеличенные сигналы в наборе данных Роли, в принципе, могут быть вызваны инбридингом и смешением, с которыми сталкивается популяция Роли, но ясно, что эти две силы сами по себе не могут объяснить все повышение гомозиготности гаплотипов и LD, учитывая, что эти признаки являются общими для популяции Роли. обе популяции.

Вместо этого другая возможность, почему сигналы в популяции Роли более выражены, может заключаться в том, что Роли испытал более сильное и недавнее давление отбора, особенно из-за антропогенного давления, например, вызванного присутствием пестицидов. Мы можем экстраполировать положительный контроль на Ace, Cyp6g1, и CHKov1, случаев недавнего и сильного положительного отбора, вызванного присутствием пестицидов и вирусов, чтобы узнать больше о силе и времени воздействия отбора в Замбии по сравнению с Роли.Изучение частот адаптивных мутаций в положительном контроле Ace показывает, что частота адаптивных мутаций достигла ~40% в Роли и только ~16% в Замбии. Пики Cyp6g1 и Ace занимают 14 th и 35 th в сканировании h22 в Замбии, в отличие от 1 st и 3 rd , вероятно, потому что мутации Raleigh достигли адаптивного сканирования. более низкие частоты в Замбии. Мы даже не наблюдаем на пике CHKov1 в Замбии, что согласуется с находкой у Aminezach et al .2005, что адаптивный аллель редко встречается в Африке и распространен только в производных популяциях этого локуса.

Паттерны гаплотипов Ace, Cyp6g1, и CHKov1 в данных Замбии и Роли показывают, что эти мягкие зачистки возникли независимо на разных континентах, а также из одного источника, распространившегося в результате миграции. Во всех трех локусах множественные гаплотипы с высокой частотой уникальны как для популяций Замбии, так и для популяций Роли, что показывает, что независимые мягкие зачистки распространены в разных местах по всему миру.Кроме того, во всех трех локусах мы наблюдали, что общий гаплотип является общим для штаммов Zambia и Raleigh, что позволяет предположить, что миграция также играет роль. В Ace, общий общий гаплотип несет три адаптивные мутации, в отличие от гаплотипов, несущих одну адаптивную мутацию, присутствующую с высокой частотой, состоящую исключительно из штаммов Zambia или Raleigh. Это говорит о том, что этот гаплотип возник однажды в Африке и распространился по всему миру, подтверждая результаты Карасова и др. .2010. В Cyp6g1 мы впервые обнаруживаем, что общий гаплотип является общим как для Замбии, так и для Роли. В CHKov1 мы обнаруживаем, что общие гаплотипы в Raleigh являются общими с редкими гаплотипами в Замбии, что согласуется с результатом Aminetzach et al . 2005 г., показывая, что адаптивный аллель возник в Африке и достиг высоких частот в производной популяции.

Любопытно, что практически все развертки в Роли и Замбии достигают промежуточной частоты и ни одна из них не завершается.возможно, что D. melanogaster испытывает высокую частоту частичных селективных зачисток по всему геному, что способствует повышению LD. Текущие оценки McDonald-Kreitman скорости адаптации (Andolfatto 2005; Bierne and Eyre-Walker 2004; Eyre-Walker and Keightley 2009; Fay et al. . 2002; Kousathanas and Keightley 2013; Schneider et al. ; Sella. 2013. et al. . 2009; Shapiro et al. . 2007; Smith and Eyre-Walker 2002) может быть ниже, чем истинная скорость адаптации, если частичные развертки распространены и часто не достигают фиксации в долгосрочной перспективе, поскольку McDonald-Kreitman оценки измеряют фиксации полиморфизмов в очень длительных масштабах времени.Это необходимо будет дополнительно протестировать с помощью прямого моделирования реалистичных демографических сценариев и сценариев отбора.

Хотя мы протестировали несколько нейтральных демографических сценариев, соответствующих данным по Замбии и Роли, мы не смогли сопоставить повышение LD и гомозиготность по гаплотипу, наблюдаемые в данных. Возможно, еще предстоит определить демографический сценарий, который может привести к наблюдаемым уровням LD и гомозиготности по гаплотипам. Одним из таких экстремальных сценариев, который может генерировать наблюдаемые закономерности, является модель примеси, в которой две родительские популяции сталкиваются с резкими узкими местами, что приводит к практически изогенным популяциям, за которыми следует расширение перед смешиванием.В качестве альтернативы, в каждой структуре, генерирующей население, в данных могут быть демы, которые мы не можем смоделировать. В дальнейшем необходимо моделирование более реалистичных демографических сценариев, потенциально также включающих отбор, чтобы полностью понять основные силы в этих популяциях.

Несмотря на то, что было показано, что фоновый отбор и конверсия генов широко распространены в геноме D. melanogaster (Comeron 2014; Comeron et al . 2012), маловероятно, что эти две силы существенно влияют на паттерны LD и гаплотипа гомозиготность: в то время как фоновый отбор может снижать уровень полиморфизма, сам по себе он не может повышать частоту гаплотипов до высоких частот (Enard et al .2014; Фагни и др. . 2014). Было показано, что конверсия генов действует на коротких масштабах от 50 до 2000 п.н. самое большее (Hilliker et al . 1994; Jeffreys and May 2004) и, таким образом, должна влиять только на LD на коротких масштабах, а не на дальних LD. На самом деле было отмечено, что конверсия гена должна снижать LD в коротких масштабах, тем самым делая тесты на гомозиготность гаплотипов, которые не принимают во внимание конверсию гена, консервативными (Andolfatto and Nordborg 1998).

ЛД дальнего действия наблюдали у многих других организмов в дополнение к D.melanogaster , включая крупный рогатый скот, пшеницу, кукурузу, овец и человека (Farnir et al. . 2000; Maccaferri et al. . 2005; Miller et al. . 2011; Palaisa et al. ; Rybicki и др. . 2002). Было показано, что у этих различных организмов существуют различные источники LD, включая сильный отбор, примеси и субструктуру популяции. Таким образом, эволюционные силы, изученные в этом исследовании LD и гомозиготности гаплотипов у D.melanogaster не уникальны. Становится все более очевидным, что для того, чтобы лучше понять весь спектр сил, формирующих естественную изменчивость во многих популяциях, необходимо совместно выводить селективные и демографические силы.

МЕТОДЫ

Качественная фильтрация данных Роли и Замбии

Штаммы Роли, использованные для анализа, были созданы Mackay et al . 2012 и входят в справочную группу по генетике дрозофилы. Набор данных DGRP состоит из полностью секвенированных геномов 197 инбредных 90 516 D.melanogaster линий, собранных в Роли, Северная Каролина. Замбийские штаммы принадлежат к Drosophila Genome Nexus (Lack et al . 2015) и состоят из 205 полностью секвенированных штаммов.

Мы замаскировали области в данных, которые, как предполагается, имеют высокие уровни идентификации по происхождению (IBD), примеси и инверсии, поскольку все эти факторы могут способствовать высокому LD. Скрипты для маскирования были предоставлены Джоном Пулом (www.johnpool.net) вместе с регионами, предположительно имеющими высокий уровень ВЗК и примесей (Lack et al .2015). Только африканские штаммы были замаскированы для примеси между африканскими и европейскими штаммами. Было показано, что североамериканские штаммы имеют высокий уровень полногеномной примеси (Duchen et al. . 2013), поэтому примесь в этих штаммах контролировалась путем проведения нейтрального моделирования в рамках модели примеси Duchen et al. . 2013. Также были замаскированы все гетерозиготные участки и предполагаемые участки остаточной гетерозиготности (Lack et al. . 2015).

Обширное маскирование привело к появлению в данных больших массивов «N» со средней длиной 4 МБ.В некоторых случаях маскировались целые хромосомы. Однако штаммы с высоким уровнем маскирования на одной хромосоме не обязательно имеют высокий уровень маскирования на других хромосомах. Чтобы учесть эту гетерогенность штаммов с маскировкой на каждой хромосоме, мы сократили выборку до 100 штаммов с наименьшим количеством N на хромосому. Таким образом, каждая хромосома состояла из разных наборов по 100 штаммов. Идентификаторы штаммов, использованные для каждой хромосомы, приведены в таблице S3.

Чтобы иметь наилучшее разрешение и мощность для обнаружения отдельных выборочных разверток с помощью h22, мы применили менее строгие фильтры к наборам данных Роли и Замбии и не маскировали области ВЗК, примесей и инверсий.Вместо этого мы исключили 8 штаммов Zambian и 27 штаммов Raleigh с уровнями IBD по всему геному, по крайней мере, с одним другим штаммом> 20%, как рассчитано Lack et al . 2015.

Идентификаторы исключенных штаммов: ZI397, ZI530, ZI269, ZI240, ZI218, ZI207, ZI523, ZI86RAL-385, RAL-358, RAL-712, RAL-399, RAL-879, RAL-355, RAL-810, RAL-350, RAL-832, RAL-882, RAL-306, RAL-799, RAL-801, RAL-859, RAL-907, RAL-790, RAL-748, RAL-336, RAL- 850, RAL-365, RAL-786, RAL-730, RAL-861, RAL-59, RAL-646, RAL-812 и RAL-787.В этой версии набора данных мы замаскировали все гетерозиготные сайты и сделали вывод о участках остаточной гетерозиготности, как и в предыдущем наборе данных.

h22 применяли ко всем 178 штаммам Raleigh и 188 штаммам Zambian. Чтобы уменьшить любую оставшуюся неоднородность в размере выборки из-за отсутствия данных, мы сократили выборку до 145 штаммов с наименьшим количеством недостающих данных в каждом окне анализа для включения в расчет h22.

Демографический вывод населения Замбии

Мы подгоняем четыре демографические модели к данным Замбии, используя программу DaDi (Gutenkunst et al .2009). DaDi вычисляет логарифмическую вероятность соответствия модели на основе наблюдаемого частотного спектра сайта (SFS). Мы оценили SFS для предположительно нейтральных SNP в данных ZI, используя сайты сегрегации в коротких интронах (Parsch et al . 2010). В частности, мы использовали каждый сайт в коротком интроне длиной менее 86 п.н., с удалением 16 п.н. от начала интрона и 6 п.н. с конца интрона (Lawrie et al. . 2013). Мы замаскировали все области ВЗК, примеси, инверсии и участки гетерозиготности в наборе данных Замбии.Мы не исключали какие-либо штаммы, а скорее прогнозировали SFS до 100 образцов в каждом полиморфном сайте. Эта процедура привела к 73 197 SNP в данных Замбии из общего числа 738 024 п.н.

Модели, которые мы подгоняем к данным о коротких интронах Замбии, включают модель узкого места, модель роста, модель роста бутылки (модель трех эпох с узким местом, за которым следует рост) и постоянную модель N e . Для моделей узкого места и роста бутылки мы вывели четыре свободных параметра: размер узкого места ( N B ), время узкого места ( T B ), конечный размер популяции ( N F ) и окончательное время популяции ( T F ) (таблица S1).Для модели роста мы вывели два свободных параметра: конечный размер популяции ( N F ) и продолжительность роста ( T ). Наконец, мы также вывели константу 90 516 N 90 007 e 90 008 90 517 = 4 789 108 (≈4,8 × 10 90 232 6 90 233) для модели постоянного размера популяции, используя тета-оценку Уоттерсона для данных Замбии и предполагая частоту мутаций 10 90 232 −9 90 233. /bp/поколение. Точно так же мы вывели константу 90 516 N 90 007 e 90 008 90 517 = 2 603 678 (≈2.6×10 6 ) соответствует тета-оценке Уоттерсона для коротких интронных данных Роли, подобно константе N e , выведенной Гарудом и др. . 2015.

Моделирование нейтральных демографических сценариев и сценариев отбора

Выборки населения в условиях нейтральности моделировались с помощью коалесцентного симулятора MSMS (Ewing and Hermisson 2010). Мы смоделировали выборки размером 100, чтобы они соответствовали глубине выборки данных Роли и Замбии, и предположили, что частота нейтральных мутаций составляет 10 -9 событий/пн/ген (Keightley et al .2009) и скорость рекомбинации 10 -6 сМ/пн.

Мы смоделировали образцы населения, подвергшиеся жесткому и мягкому выборочному сканированию с помощью MSMS с размером выборки 145, чтобы соответствовать глубине выборки данных, используемых для сканирования h22. Мы смоделировали жесткую и мягкую развертку, возникающие в результате 90 516 мутаций de novo 90 517, задав параметр популяции 90 516 θ A = 4 N e u A в адаптивном сайте равным 0,01 и 10 соответственно, что соответствует оценки параметров, использованные в Garud и др. .2015. Адаптивный сайт всегда располагался в центре локуса. Мы выполнили 10 90 232 6 90 233 моделирования жесткого и мягкого свипирования в постоянных 90 516 N 90 007 e 90 008 90 517 = 4,8 * 10 90 232 6 90 233 и 2,6 * 10 90 232 6 90 233 сценариях, соответствующих ожидаемым постоянным 90 516 N 90 007 e 90 008 905 10007 размеров популяции Замбии. популяции Роли соответственно. Мы предположили, что частота нейтральных мутаций составляет 10 90 232 -9 90 233 событий/пн/ген (Keightley et al , 2009) и скорость рекомбинации 5*10 90 232 -7 90 233 сМ/пн.Мы также предположили кодоминантность, при которой гомозиготный индивидуум, несущий две копии благоприятного аллеля, имеет в два раза большее преимущество в приспособленности, чем гетерозигота. Коэффициент отбора ( s ), частичная частота адаптивного аллеля после прекращения отбора ( PF ) и возраст ( T E ) были взяты из равномерного априорного распределения следующим образом: s ~ U[0 ,1], PF ~ U[0,1] и T E ~ U[0,0.001]× N e .

Оценки неравновесия по сцеплению

Мы измеряли неравновесие по сцеплению (LD) в данных DGRP и в нейтральном моделировании и моделировании отбора в выборках размером 100. LD измеряли с использованием статистики r 2 в скользящих окнах 1000 SNP, повторяемых по 50 SNP. Длина всех 1000 окон SNP превышала 10 КБ. LD измеряли между первым SNP в окне и остальными SNP в окне с расстоянием между SNP, меньшим или равным 10Kb.Если какой-либо SNP имел отсутствующие данные, лица с отсутствующими данными исключались из расчета LD, как в Jakobsson et al . 2008. Для расчета LD требовалось не менее 4 человек без пропущенных данных в обоих SNP, в противном случае пара SNP отбрасывалась. Если хотя бы один SNP в паре SNP находился в области с рекомбинацией < 10 -6 cM/bp, пару SNP отбрасывали. Графики LD были сглажены путем усреднения значений LD в неперекрывающихся окнах по 20 пар оснований до расстояния 300 пар оснований.После этого значения LD усреднялись в бинах неперекрывающихся окон размером 150 п.н. При контроле частоты минорных аллелей (MAF) оба SNP в каждом расчете LD должны были иметь MAF в желаемом интервале.

Сканирование генома для селективного сканирования данных Замбии и Роли с использованием h22

Мы просканировали геномы Замбии и Роли с помощью h22 для селективного сканирования. Для данных Замбии мы использовали окна анализа 801 SNP, случайным образом уменьшенные до 401 SNP (рис. 2a), а также 801 SNP (рис. S3).Для данных Raleigh мы использовали окна 401 SNP. Все центры окон были разделены интервалами в 50 SNP. Гаплотипы группировались вместе только в том случае, если они совпадали на всех сайтах. Любой гаплотип с отсутствующими данными, совпадающий с несколькими гаплотипами на всех сайтах, за исключением сайтов с отсутствующими данными, был случайным образом сгруппирован с одним другим совпадающим гаплотипом.

Мы идентифицировали пики h22 в данных, сгруппировав вместе последовательные участки окон анализа h22, лежащих выше медианного значения h22 в данных.Мы выбрали самое высокое значение h22 среди всех окон пика, чтобы представить значение h22 всего пика. Мы определили краевые координаты каждого пика как наименьшую и наибольшую координаты всех SNP, составляющих пик во всех окнах. После идентификации всех пиков мы перебирали пики в обратном порядке, начиная с самого высокого значения h22, и исключали все пики в пределах 500 КБ от центра каждого пика, пока не были учтены все пики. Это позволило избежать потенциальной проблемы идентификации нескольких пиков в одной и той же области генома.Наконец, мы исключили пики с краевыми координатами, перекрывающими любую область, идентифицированную Comeron et al . 2012 г. с ро < 0,5 сМ/Мб.

Чтобы идентифицировать перекрывающиеся пики в сканах Замбии и Роли, мы нашли пересечение пар координат для пиков, идентифицированных в наборах данных Замбии и Роли. Перекрывающиеся пики выделены красным цветом на рисунках 2 и S3.

Чтобы вычислить вероятность перекрытия 3 или более пиков в двух сканированиях, мы рассчитали долю каждого генома, покрытую пиками h22.В Роли 1,51% генома покрыто пиками h22 (соответствует 4 252 692 п.н.), а в Замбии 4,38% генома покрыто пиками h22 (соответствует 1 461 431 п.н.). Вероятности наблюдения 3 из 25 пиков в Роли, перекрывающих 3 из 25 пиков в Замбии, можно вычислить с правосторонней биномиальной вероятностью, где вероятность перекрытия в данных Замбии или Роли соответствует либо 1,51%, либо 4,38%, соответственно. Таким образом, вероятность 3 или более перекрытий в данных Роли равна 0.0224, а вероятность 3 или более совпадений в данных Замбии составляет 0,0005.

Проверка структуры и обратного потока, генерирующего пики h22 в данных Замбии

Мы проверили обогащение штаммов среди трех верхних гаплотипов по всем пикам в сканировании h22 Замбии. Для этого мы перетасовали метки штаммов, содержащих все гаплотипы на каждом пике, и подсчитали количество штаммов, появляющихся среди трех наиболее распространенных гаплотипов в пиках n или более, где n варьировалось от 0 до 25 пиков.Мы повторили эту процедуру 10 000 раз. Затем, сравнивая с распределением числа повторяющихся штаммов среди трех верхних гаплотипов для n или более пиков, мы рассчитали эмпирическое значение P для наблюдения за 15 штаммами, появляющимися среди 9 или более пиковых гаплотипов. Мы сделали то же самое для всех других n с и обнаружили, что для более низких нс мы не получили значительных P-значений.

Мы проверили возможность обратного потока штаммов из Северной Америки в Замбию, генерирующего пики h22 в наборе данных по Замбии.Сначала мы проверили провал разнообразия в данных Роли в позициях, соответствующих 25 верхним пикам в наборе данных Замбии. Мы вычислили π в неперекрывающихся окнах размером 10 КБ на всех аутосомных плечах в данных Роли. Затем мы рассчитали среднее π в любом окне, перекрывающем начальные и конечные координаты каждого из 25 верхних пиков, идентифицированных в наборе данных Замбии, и сравнили это среднее с распределением π, рассчитанным во всех оставшихся окнах в наборе данных Роли.

Тест на обогащение пиков в центрах неравновесия по происхождению

Чтобы проверить, обогащены ли 25 верхних пиков в наборе данных Роли концентраторами неравновесия по происхождению, идентифицированными Пулом 2015, мы сначала определили, что конечные координаты первого и последнего окон два пика перекрывают координаты хабов, перечисленных в Таблице S6 Пула 2015.Затем мы рассчитали долю аутосом, которые занимают концентраторы (8,1%), а затем рассчитали биномиальную вероятность наблюдения 2 из 25 пиков, случайным образом перекрывающих любой концентратор.

4.5.1: Связывание и картирование — LibreTexts по биологии

Цели обучения

  • Поймите, что сцепленные гены не проявляют независимого ассортимента, потому что рекомбинация не всегда происходит между локусами.
  • Различать родительские и рекомбинантные хромосомы, гаметы и потомство и идентифицировать их при скрещивании.
  • Вычислите карту расстояния между локусами с учетом фенотипов потомства или предскажите фенотипы потомства с учетом частоты рекомбинации между локусами. Используйте расстояние для построения генетических карт на основе данных двухточечных или трехточечных тестовых скрещиваний.

Локусы — это расположение генов на хромосомах

Во многих генетических скрещиваниях, включающих один или два гена, ген может быть представлен именем или буквой. Однако при рассмотрении сцепленных генов часто необходимо представлять расположение каждого гена и аллеля.Например, дигибрид BbEe может иметь одну хромосому с обоими доминантными аллелями ( BE ) или одну хромосому с доминантным аллелем для одного гена и рецессивным аллелем для другого (например, Be ). Расположение генов на хромосомах — локусы. В этом разделе помните, что расстояние между локусами влияет на то, как часто между ними происходит гомологичная рекомбинация между мейозом.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Клетка с генотипом BbEe может иметь два возможных расположения аллелей на хромосомах.(С. Ликок)

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Почему на рисунке \(\PageIndex{1}\) хромосома с Bb или Ee не показана как возможное расположение?

Ответить

Локусы — это расположение генов на хромосомах. Ген B должен находиться в одном и том же положении на каждой гомологичной хромосоме в паре. Ген B не расположен в двух позициях на одной хромосоме.

Влияние рекомбинации на возможности гамет

Если бы локусы B и E в приведенном выше примере (рис. \(\PageIndex{1}\)) находились на двух разных хромосомах, мы могли бы получить четыре генотипа гамет (по 25% каждый): BE , Be , be и be, , наблюдаемые в независимом ассортименте.Однако если В и Е в вышеприведенном примере были настолько близки, что между ними никогда не происходит гомологичной рекомбинации (кроссинговер) при мейозе, то не будут наблюдаться все типы гамет. Организм с хромосомами BE/be мог производить только гаметы BE и be (по 50%). Организм с хромосомами Be/bE мог продуцировать только гаметы Be и bE (по 50%).

Гомологическая рекомбинация во время мейоза I разрывает и воссоединяет участки гомологичных хромосом.Если между B и E происходит гомологичная рекомбинация, то возможны все четыре гаметы. Но с какой частотой будет наблюдаться каждая гамета? Ответ зависит от того, насколько далеко они друг от друга! Частота рекомбинации — это процент мейозов, в которых гомологичная рекомбинация заменяет два локуса. В генетическом картировании это число выражает расстояние в единицах карты (ме) или сантиМорганов (сМ) (названо в честь генетика Томаса Ханта Моргана).

Как генетики узнают, произошла ли рекомбинация? Используйте тесткросс.Как показано в следующем видео, расстояние карты между локусами B и E определяется количеством рекомбинантного потомства.

Помните:

  • Количество рекомбинантных потомков / общее количество потомков x 100% = частота рекомбинации
  • Частота рекомбинации = единицы карты = сантиМорган (сМ)

Пример \(\PageIndex{1}\)

В приведенном выше примере количество рекомбинантных потомков использовалось для расчета расстояния карты. Однако расстояние карты также можно использовать для прогнозирования рекомбинантного потомства.Какой процент потомства fg / fg будет получен от скрещивания Fg / fG и fg / fg , если локусы F и G разнесены на 30 единиц карты?

Раствор

Гомозиготный рецессивный родитель может передать только хромосому fg , поэтому определите процент гамет fg от дигибридного родителя. Родительские хромосомы F g и f G . Расстояние карты (30 м.u.) равна частоте рекомбинации, поэтому 30% гамет будут рекомбинантными, но есть два типа рекомбинантов, поэтому 15% будут F G и 15% будут f g . Таким образом, мы прогнозируем, что 15% потомков будут потомков / потомков .

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Два гипотетических SNP у людей находятся на расстоянии 4 единиц карты (м.е.) друг от друга. Аллель в SNP 1 может быть А или Т; аллель в SNP 2 может быть C или G.

У мужчины с генотипом AG/TC и женщины с генотипом AC/AC рождается ребенок.

Какова вероятность рождения у них ребенка с генотипом AG/AC?

Ответить

Самка будет производить яйца с хромосомой AC. (Рекомбинация все еще происходит во время мейоза у этой самки, но с рекомбинацией или без нее результат для этих двух SNP одинаков.) Чтобы иметь хромосомы AG/AC, ребенок должен унаследовать родительскую хромосому AG от отца.

Дистанция карты (4 м.u.) указывает на то, что 4% гамет будут рекомбинантными. В мужской сперме 4% гамет будут содержать рекомбинантную (AC или TG) хромосому, а 96% гамет будут родительскими: 48% гамет будут иметь AG-хромосому и 48% — TC-хромосому. Следовательно, вероятность рождения ребенка AG/AC составляет 48%.

Двойные кроссоверы

На одной и той же хромосоме может происходить несколько событий кроссинговера, особенно для больших хромосом. Двойной кроссинговер происходит, когда фрагменты хромосомы обмениваются местами в двух местах.Результатом двойного кроссовера является то, что два конца хромосомы являются родительскими, но область между кроссоверами была «заменена» другой последовательностью сестринских хроматид; это показано на видео.

Трехфакторные кроссы

Расстояния между несколькими локусами можно определить с помощью трехфакторных тестовых скрещиваний. Опять же, мы будем скрещивать гетерозиготного родителя с гомозиготным рецессивным родителем по всем трем генам. При решении трехфакторных тестовых скрещиваний следует помнить, что у гетерозиготы доминантный и рецессивный аллели могут находиться в одной или разных хромосомах.Вы будете знать, какие хромосомы являются родительскими, потому что они будут самым многочисленным потомством в результате тестового скрещивания. По контракту потомство от двойного кроссинговера будет наименее многочисленным, потому что события двойного кроссинговера между представляющими интерес генами более редки, чем одиночные кроссинговеры.

Примечание: Шаги для решения трехфакторного кросса

  • Определите родительское потомство (наиболее многочисленное).
  • Определите потомство двойного кроссовера (наименее распространенное).
  • Определите, какое геометрическое место находится посередине (тот, который «меняет местами» в двойном кроссовере).
  • Определите частоту рекомбинации между одним локусом и средним локусом.
  • Определите частоту рекомбинации между другим локусом и средним локусом.
  • Нарисуйте генетическую карту.

Обратите внимание на другие факторы, которые могут влиять на рекомбинацию и двойные кроссинговеры, такие как положение вдоль хромосомы или подавление рекомбинации в одном сайте рекомбинации рядом.Это может привести к тому, что число наблюдаемых рекомбинантов будет отличаться от ожидаемого, но в настоящее время мы не будем рассматривать эти факторы.

Упражнение \(\PageIndex{3}\)

Рассмотрим три гена на одной хромосоме: ген D, ген E и ген F. Чтобы определить расстояние между этими тремя генами и их порядок, вы проводите тестовое скрещивание между гетерозиготой DEF / def и гомозиготной рецессивной def/def . Потомство, полученное от скрещивания, показано в таблице.Каково расстояние между генами? Нарисуйте карту, показывающую положение и расстояние между тремя локусами.

Класс потомства Количество потомков
ДЕФ 84
по умолчанию 86
По умолчанию 41
деф 43
DEf 25
деф 27
ДеФ 5
dEf 5
Ответить

Расстояние между D и E равно 29.7 у.е.; расстояние между E и F равно 19,6 м.е.

Протокол определения связи цепи убиквитина: R&D Systems

Рис. 1. Восемь возможных связей цепи убиквитина

Восемь остатков в составе убиквитина могут быть использованы для формирования поли-убиквитиновых цепей [K6, K11, K27, K29, K33, K48, K63 и Met1 (иначе линейные)], а тип связи направляет модифицированные белки к различным клеточным судьбам .Полиубиквитиновые цепи всех перечисленных выше связей были обнаружены 90 516 in vivo 90 517, и было показано, что они по-разному влияют на многие клеточные процессы, сигнальные пути и болезненные состояния. Изучите наш интерактивный каскадный путь убиквитинизации, чтобы узнать больше. Цепную связь убиквитина можно определить с помощью in vitro реакций конъюгации убиквитина с использованием мутантов убиквитина-лизина. В приведенном ниже протоколе подробно описано, как определить связь цепей убиквитина с интересующим вас субстратом.Нажмите на ссылки ниже, чтобы просмотреть списки белков, ферментов и буферов Boston Biochem ® .

 

Материалы и реактивы:

i Каждый фермент E2 функционирует только с подмножеством лигаз E3, и некоторые E3 более беспорядочны, чем другие. Если вы не уверены, какой фермент E2 участвует в убиквитинировании вашего субстрата, мы рекомендуем использовать наш набор для конъюгации убиквитина E2Select. Этот набор содержит панель из 26 ферментов E2 и позволяет быстро идентифицировать фермент(ы) E2, которые функционально взаимодействуют с убиквитинлигазой E3 in vitro.

ii Лигаза E3, вероятно, должна быть предоставлена ​​пользователем, но мы предлагаем небольшой выбор. Мы также предлагаем наборы убиквитинлигазы E3, которые включают все необходимое для проведения реакции убиквитинирования in vitro.

Методика определения сцепления убиквитиновой цепи

Рис. 2. Мутации лизина в аргинин предотвращают образование цепи убиквитина.

Необходимо провести два набора из девяти реакций конъюгации убиквитина in vitro : один набор с использованием семи мутантов убиквитина лизина в аргинин (K to R), за которым следует другой набор с использованием семи мутантов только убиквитина K. Семь мутантов убиквитина от K до R используются для идентификации лизина или лизинов, используемых для связывания цепи убиквитина. Реакция конъюгации, содержащая мутант убиквитина K в R, в котором отсутствует лизин, необходимый для связывания цепи, не сможет образовывать цепи, и с помощью вестерн-блоттинга будет наблюдаться только моноубиквитинирование (рис. 2).Например, если цепи убиквитина связаны через K63, то все реакции конъюгации, кроме реакции, содержащей мутант убиквитина K63R, должны давать цепи убиквитина (рис. 3). Если все реакции конъюгации дают цепи убиквитина, то цепи либо связаны через Met1 (линейно), либо содержат смесь связей.*

Затем можно использовать семь мутантов только убиквитина K для проверки связи цепи убиквитина. Эти мутанты убиквитина содержат только один лизин, а остальные шесть мутировали в аргинин.Следовательно, цепи убиквитина, образованные мутантом только убиквитина K, должны использовать единственный лизин, доступный для связывания. Опять же, используя цепи убиквитина, связанные через K63 в качестве примера, только реакции конъюгации, содержащие убиквитин дикого типа и только мутантный убиквитин K63, будут давать цепи убиквитина (рис. 4).

 


Рис. 3. Определение сцепления цепи убиквитина с использованием мутантов K-R убиквитина.

Рис. 4.Проверка сцепления цепи убиквитина с использованием мутантов только убиквитина K.

*Одна цепь убиквитина может содержать несколько связей. В этом случае анализ будет более сложным. Свяжитесь с нами для получения технической помощи!

Процедура для реакций 25 мкл (масштаб при необходимости):
  1. Определение связи цепи убиквитина. Настройте девять реакций конъюгации убиквитина: одну, содержащую убиквитин дикого типа, семь, содержащие мутанты убиквитина K в R, и одну реакцию отрицательного контроля.Смешайте указанный объем каждого компонента, указанного в таблице ниже, в указанном порядке в микроцентрифужной пробирке. Реакции 1-8 будут идентичными, за исключением включенного убиквитина:
    1. Реакция 1 – убиквитин дикого типа
    2. Реакция 2 – мутант убиквитина K6R
    3. Реакция 3 – мутант убиквитина K11R
    4. Реакция 4 – мутант убиквитина K27R
    5. Реакция 5 – мутант убиквитина K29R
    6. Реакция 6 – мутант убиквитина K33R
    7. Реакция 7 – мутант убиквитина K48R
    8. Реакция 8 – мутант убиквитина K63R
    9. Отрицательный контроль – замените раствор MgATP на dH 2 O.

iiiНеобходимый объем зависит от исходной концентрации субстрата.

iv Необходимый объем будет зависеть от исходной концентрации вашей лигазы E3.

  1. Инкубируйте реакции 1–8 и реакцию отрицательного контроля на водяной бане при 37 °C в течение 30–60 минут.
  2. Завершить реакции. См. таблицу ниже для соответствующего метода завершения.
Используете ли вы продукты реакции для последующего ферментативного применения? Метод завершения Объем (конечная концентрация)
Буфер образца SDS-PAGE 25 мкл (1X)
Да ЭДТА или ДТТ v 0.5 мкл ЭДТА (20 мМ) или 1 мкл ДТТ (100 мМ)

v ЭДТА и ДТТ одинаково эффективны для прекращения реакции; определение того, что использовать, будет зависеть от предполагаемого последующего ферментативного применения продуктов реакции.

  1. Анализ реакций конъюгации убиквитина с помощью вестерн-блоттинга.
    1. Разделите продукты реакции с помощью SDS-PAGE и перенесите их на мембрану из PVDF или нитроцеллюлозы.
    2. Проведите вестерн-блоттинг с использованием антитела к убиквитину.
    3. Используйте рисунок 3 выше в качестве ориентира, чтобы определить, какой лизин или лизины необходимы для связывания цепи убиквитина.*

Проблемы с анализом данных? Свяжитесь с нами для технической поддержки!

  1. Проверка связи цепи убиквитина. Настройте девять реакций конъюгации убиквитина: одну, содержащую убиквитин дикого типа, семь, содержащие только мутанты убиквитина K, и одну реакцию отрицательного контроля. Смешайте указанный объем каждого компонента, указанного в таблице ниже, в указанном порядке в микроцентрифужной пробирке.Реакции 1-8 будут идентичными, за исключением включенного убиквитина:
    1. Реакция 1 – убиквитин дикого типа
    2. Реакция 2 – только мутант убиквитина K6
    3. Реакция 3 – только мутант убиквитина K11
    4. Реакция 4 – только мутант убиквитина K27
    5. Реакция 5 – только мутант убиквитина K29
    6. Реакция 6 – только мутант убиквитина K33
    7. Реакция 7 – только мутант убиквитина K48
    8. Реакция 8 – только мутант убиквитина K63
    9. Отрицательный контроль – замените раствор MgATP на dH 2 O.

iiiНеобходимый объем зависит от исходной концентрации субстрата.

iv Необходимый объем будет зависеть от исходной концентрации вашей лигазы E3.

  1. Инкубируйте реакции 1–8 и реакцию отрицательного контроля на водяной бане при 37 °C в течение 30–60 минут.
  2. Завершить реакции. См. таблицу ниже для соответствующего метода завершения.
Используете ли вы продукты реакции для последующего ферментативного применения? Метод завершения Объем (конечная концентрация)
Буфер образца SDS-PAGE 25 мкл (1X)
Да ЭДТА или ДТТ v 0.5 мкл ЭДТА (20 мМ) или 1 мкл ДТТ (100 мМ)

v ЭДТА и ДТТ одинаково эффективны для прекращения реакции; определение того, что использовать, будет зависеть от предполагаемого последующего ферментативного применения продуктов реакции.

  1. Анализ реакций конъюгации убиквитина с помощью вестерн-блоттинга.
    1. Разделите продукты реакции с помощью SDS-PAGE и перенесите их на мембрану из PVDF или нитроцеллюлозы.
    2. Проведите вестерн-блоттинг с использованием антитела к убиквитину.
    3. Используйте рисунок 4 выше в качестве руководства, чтобы проверить, какой лизин или лизины необходимы для связывания цепи убиквитина.*

* Этот подход к определению сцепления цепей с использованием мутантов убиквитина является эффективным, но в некоторых случаях могут потребоваться дополнительные подходы.

Возникли проблемы с анализом данных? Свяжитесь с нами для технической поддержки!

Рычажный блок

— G-cat

Нейтральная теория

Много-много раз в рамках G-CAT мы обсуждали разницу между нейтральными и селективными процессами, маркерами ДНК и их применением в наших исследованиях эволюции, сохранения и экологии.Идея о том, что многие части генома развиваются по, казалось бы, случайному образцу — в основном продиктованному генетическим дрейфом всего генома, а не конкретной силой естественного отбора, — лежит в основе многих демографических и адаптивных (в исключительных тестах) анализов.

Это основано на идее о том, что для генов, которые , а не связаны с отбираемыми признаками (положительно или отрицательно), новые мутации должны приобретаться и теряться по преимущественно случайным закономерностям. Хотя на это накопление мутаций в некоторой степени влияют альтернативные факторы, такие как размер популяции, общее 90 516 среднее 90 517 генома должно давать картину, которая в значительной степени не учитывает естественный отбор.Но так ли это? Является ли геном действительно нейтральным, если его усреднить?

Ненейтралитет

Во-первых, давайте посмотрим, что мы подразумеваем под нейтральным или нет. Для генов, не подвергающихся селекции, аллели должны поддерживаться на приблизительно сбалансированных частотах, и все неадаптивные гены в геноме должны иметь относительно одинаковое распределение частот. Хотя естественный отбор является одним из очевидных способов изменения частот аллелей (в пользу или во вред), свою роль могут играть и другие факторы.

Как указано выше, размер популяции оказывает сильное влияние на частоты аллелей. Это связано с тем, что меньшие популяции больше подвержены риску потери более редких аллелей из-за случайных смертей (более подробное обсуждение этого вопроса см. В предыдущих сообщениях). Кроме того, гены, которые физически близки к другим генам, которые являются отбираемыми, могут сами оказаться отбираемыми из-за неравновесного сцепления (часто сокращается до «LD»). Это связано с тем, что физически близкие гены с большей вероятностью наследуются вместе, поэтому селективные гены могут «притягивать» к себе соседей, чтобы изменить частоты их аллелей.

Пример того, как неравновесие по сцеплению может также изменить частоту аллелей «нейтральных» частей генома. В этом примере выбрана только одна часть этого участка генома: зеленый ген . Из-за этого положительного отбора частота определенного аллеля в этом гене увеличивается ( синий график ): однако частота соседних частей генома также увеличивается из-за их близости к этому выбранному гену, которая уменьшается с расстоянием. Степень этого эффекта определяет размер «блока связи» (см. ниже).

Почему «нейтральные» модели могут не быть нейтральными?

Предположение, что подавляющее большинство генома развивается по нейтральным паттернам, уже давно лежит в основе многих концепций популяционной и эволюционной генетики. Но никогда не было так ясно 90 516, какая часть 90 517 генома на самом деле эволюционирует нейтрально или адаптивно. То, насколько далеко заходит естественный отбор за пределы одного отобранного гена, зависит от нескольких различных факторов: давайте рассмотрим некоторые из них.

Связанный выбор

Как описано выше, физически близкие гены (т. е. расположенные рядом друг с другом на хромосоме) часто разделяют некоторые последствия отбора из-за снижения рекомбинации, происходящей в этой части генома. В этом случае даже аллели, которые являются адаптивными (или неадекватными) , а не , могут иметь измененные частоты просто из-за их близости к гену, который является при отборе (либо положительном, либо отрицательном).

Пример (возможно, знакомый) взаимодействия между рекомбинацией (разрывом и смешением разных генов в хромосомах) и неравновесием по сцеплению.В этом примере у нас есть 5 разных копий части генома ( последовательностей разного цвета ), которые мы случайным образом «разбиваем» на отдельные фрагменты ( разрывов обозначены пунктирными линиями ). Если мы сосредоточимся на конкретном основании в последовательности ( желтый A ) и подсчитаем, сколько раз конкретная пара оснований находится на одном и том же фрагменте, мы увидим, что физически близкие основания с большей вероятностью будут сонаследоваться, чем более отдаленные ( нижний столбец графика ).Это имеет математический смысл: если две базы находятся дальше друг от друга, у вас, скорее всего, будет разрыв, который их разделяет. Это самая основная основа сцепления и рекомбинации, и размер области, где основания, вероятно, будут совместно наследоваться, называется «блоком сцепления».

В этих условиях для области на определенном расстоянии (получившей название «блок сцепления») вокруг отбираемого гена геном , а не действительно будет развиваться нейтрально. Хотя это проще всего представить в виде 90 516 физически 90 517 связанных участков генома (т.е. смежные), сцепленные гены не обязательно должны быть 90 516 рядом 90 517 друг с другом, просто каким-то образом связаны. Например, они могут быть разными частями одного белкового пути.

Степень этого эффекта сцепления зависит от ряда других факторов, таких как плоидность (количество копий хромосомы, которую имеет вид), размер популяции и сила отбора вокруг центрального локуса. Наличие сцепления и его влияние на распределение генетического разнообразия (LD) хорошо задокументировано в эволюционной и экологической генетической литературе.Более насущный вопрос касается степени: на какую часть генома повлияло сцепление? Является ли любым генома, не затронутым процессом?

Выбор фона

Одним из примеров связанного отбора, обычно используемого для объяснения распространения ненейтральной эволюции в геноме, является «фоновый отбор». Проще говоря, фоновый отбор — это очистка аллелей из-за негативного отбора сцепленного гена. Иногда выбор фона расширяется, чтобы включить любые формы связанного выбора.

Карикатурный пример того, как выбор фона влияет на соседние участки генома. В этом примере у нас есть 4 гена ( A, B, C и D ) с вкраплениями нейтральных «негенных» участков . Аллель гена B подвергается строгой селекции в сравнении с   в результате естественного отбора (обозначенного здесь как Бенхаммер селекции). Однако Бенхаммер не очень точен, и при уменьшении частоты этого неадаптивного аллеля гена B он также сбивает соседних негенных участков .Несмотря на то, что они не являются дезадаптивными, частота их аллелей снижена из-за физической связи с геном B.

В соответствии с первой этимологией выбора фона процесс можно разделить на две категории в зависимости от влияния связи. Как указано выше, одним из сценариев является удаление нейтральных аллелей (и, следовательно, сокращение генетического разнообразия), поскольку это связано с наличием рядом вредного неадаптивного гена . Напротив, некоторые нейтральные аллели могут быть сохранены за счет ассоциации с положительно отобранным адаптивным геном : это часто называют «генетическим автостопом» (я всегда думал, что это довольно забавная фраза…).

Определенно не так, как работает генетический автостоп.

Наличие фонового отбора — особенно в «дезадаптивном» сценарии — часто используется в качестве контраргумента «парадоксу изменчивости». Этот парадокс был определен биологом-эволюционистом Ричардом Левонтином, который отметил, что, несмотря на огромные различия в размерах популяций многих различных видов на Земле, общее количество «нейтральных» генетических вариаций существенно не меняется. На самом деле он не наблюдал четкой связи (прямой) между размером популяции и нейтральной изменчивостью.Спустя много лет после этого наблюдения влияние фонового отбора и генетического автостопа на распределение геномного разнообразия помогает объяснить, как «управляется» количество нейтральной геномной изменчивости и почему оно не сильно различается в биоте.

Что значит, если нейтралитет умер?

Эти открытия имеют важное значение для нашего понимания процесса эволюции и того, как мы можем обнаружить адаптацию в геноме. В свете этого исследования разгорелась жаркая дискуссия о том, является ли нейтральная теория «мертвой» или полезной концепцией.

Расплывчатое изложение того, что большая часть генома может на самом деле не быть нейтральной. В этом участке генома у нас есть нейтральные ( синий ), дезадаптивные ( красный ) и адаптивные ( зеленый ) элементы. Естественный отбор либо одобряет, либо не одобряет, либо амбивалентен в отношении каждого из этих разделов 90 516 . Однако существует значительное «перетекание» вокруг областей положительно или отрицательно выбранных участков, что вызывает значительные колебания частоты аллелей даже нейтральных участков.Синяя пунктирная линия представляет это: когда линия находится над геномом, частота аллеля увеличивается; когда он ниже, он уменьшается. Когда мы путешествуем по этому участку генома, вы можете заметить, что он редко бывает в середине (так называемая «нейтральная» частота аллеля, соответствующая геному).

Хотя я избегаю здесь жесткой позиции (если вы сами эволюционный генетик, я позволю вам сделать свои собственные выводы), я считаю, что модель нейтральной теории и методы, которые на нее опираются, остается фундаментальным для нашего понимания эволюции.Хотя она может представляться как более консервативный способ определения адаптации в геноме и не может объяснить влияние вышеупомянутых процессов, нейтральная теория, несомненно, представляет собой прямую и хорошо реализованную стратегию для понимания адаптации и демографии.

Картограф связи | Картограф связей

Linkage Mapper поддерживает анализ связности региональных мест обитания диких животных. Он состоит из шести инструментов, которые автоматизируют картирование и приоритизацию коридоров обитания диких животных.Он состоит из скриптов Python с открытым исходным кодом, размещенных в наборе инструментов ArcGIS.

Дополнительно: лабораторное задание: пути сцепления, точки защемления и барьеры

Инструменты

Ниже приведен краткий обзор инструментов с дополнительными сведениями здесь:

  • Linkage Pathways (первоначально известный как Linkage Mapper) отображает связи между «основными областями» среды обитания на ландшафте. В этих связях он показывает относительную ценность каждой ячейки сетки в обеспечении связности. Это позволяет пользователям определить, какие пути сталкиваются с большим или меньшим количеством функций, которые облегчают или препятствуют перемещению между основными областями.Это изображено выше.
  • Climate Linkage Mapper предоставляет дополнительные параметры того, какие возможные связи отображаются на карте, а какие нет, и точно настраивает маршруты связей, чтобы более реалистично следовать климатическим градиентам.
  • Barrier Mapper реализует новый метод обнаружения важных барьеров для облегчения планирования восстановления.
  • Pinchpoint Mapper использует Circuitscape для определения точек защемления (т. н. узких мест или узких мест) в коридорах, создаваемых Linkage Mapper.
  • Centrality Mapper использует Circuitscape для анализа центральности ядра и коридора в сетях, созданных Linkage Mapper. Это может помочь определить приоритеты важных коридоров.
  • Linkage Priority оценивает и отображает относительный приоритет каждой связи на основе взвешенной комбинации десяти соображений, включая изменение климата.

Обратите внимание: какой бы инструмент вы ни использовали, моделирование связности требует большого объема исследований, компиляции данных, анализа ГИС и тщательной интерпретации результатов.Определение областей для подключения, параметризация моделей сопротивления и другие решения по моделированию, которые вам необходимо будет принять, не являются тривиальными. Прежде чем углубляться в эту тему, мы настоятельно рекомендуем пользователям сначала ознакомиться с процессом и проблемами моделирования подключения, обратившись к опубликованным ресурсам. Хорошие места для начала включают обзор моделирования среды обитания и коридора на веб-сайте Corridor Designer, пошаговое руководство по оценке связности на веб-сайте Connecting Landscapes и ссылки, перечисленные в руководствах пользователя Linkage Mapper.Нужно создать слои сопротивления или основной области? Ознакомьтесь с Gnarly Landscape Utilities, чтобы узнать, как сделать это с экспертным мнением.

Linkage Mapper — это проект с открытым доступом, который активно разрабатывается динамической командой .

Присоединяйтесь к группе пользователей Linkage Mapper для получения поддержки и обновлений для новых выпусков. Вы можете внести свой вклад и прокомментировать разработку, присоединившись к нашему сайту Github и группе , и вы можете опубликовать свои окончательные карты или незавершенные работы в нашей общей галерее Data Basin Gallery .

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.