شناسایی مسیرهای سیگنال دهی موثر در تولید شیر گاو با استفاده از داده های ریزRNA

سابقه و هدف: اطلاعات حاصل از RNAها به علت اینکه حلقه ارتباط دهنده ژنوتیپ و فنوتیپ هستند، کمک شایانی در فهم و درک جنبه های زیست شناختی مرتبط با مسیرهای فیزیولوژیکی می کنند. ریزRNAها، مولکول های ۲۲ نوکلئوتیدی و تک رشته ای هستند که می-توانند به صورت اختصاصی بر عملکرد و بیان ژن ها تاثیر بگذارند. از این رو پژوهش های فراوانی در مورد نقش این مولکول ها در فرآیندهای زیستی مختلف مانند تولید شیر انجام شده است. صفت تولید شیر یکی از مهمترین صفات در صنعت دامپروری است. این صفت در حیوانات مزرعه به صورت چند ژنی می باشد و هر ژن ممکن است در مسیرهای زیستی مختلف دخیل باشد و در مقابل هر مسیر زیستی نیز می تواند شامل تعداد زیادی ژن شود. این روابط شبکه پیچیده ای را تشکیل می دهند که نشان دهنده ارتباط تعداد زیادی ژن با تعداد زیادی مسیر زیستی است. مولکول های سیگنالی که می توانند به عنوان مورفوژن عمل نمایند، الگوی شبکه ژنی ساختمان بافت را در تمام طول عمر از مرحله رویان در حال رشد تا ارگانیزم بالغ کنترل می نمایند. مورفوژن ها بستگی به میزان ترشح و فاصله منبع ترشح، می توانند واکنش های مختلف سلولی را ایجاد نمایند. از این رو هدف پژوهش حاضر بررسی مستندسازی عملکردی ژن های هدف ریزRNAهای با بیان متفاوت جهت شناسایی تعدادی از مسیرهای زیستی دخیل در فرآیند تولید شیر است. مواد و روش ها: به منظور شناسایی و بررسی مسیرهای زیستی دخیل در تولید شیر از داده های توالی یابی شده ریزRNA استفاده شد که از پایگاه داده ArrayExpress با شماره دسترسی E-GEOD-۶۱۲۲۷ استخراج شدند. در مطالعه حاضر همه مراحل استانداردسازی داده ها، تفاوت بیان ریزRNAها و تعیین معنی داری توسط نرم افزار GEO۲R انجام شد. معیارهای انتخاب ریزRNAها در این مطالعه شامل p value تصحیح شده کمتر از ۰۵/۰ و (۱>Log fc>۱-) بودند. در مرحله بعد بررسی های بیوانفورماتیکی جهت یافتن ژن هدف هر ریزRNA انجام شد. بدین منظور ریزRNAهای با بیان متفاوت حاصل از تجزیه و تحلیل در مرحله قبل، جهت پیدا کردن ژن های هدف به نرم افزار Target Scan معرفی شدند. پس از شناسایی و مشخص شدن ژن های هدف ریزRNA جهت بررسی اطلاعات زیستی و آنالیز عملکردی از سرور DAVID استفاده شد. یافته ها: نتایج این پژوهش نشان داد که ۲۳ ریزRNA با بیان متفاوت وجود دارد که ژن های زیادی را تحت تاثیر قرار می دهند و این ژن ها در مسیرهای سیگنال دهی TGF-β، WNT، MAPK، mTOR، PI۳k-Akt، انسولین، استروژن و پرولاکتین نقش دارند که بیشتر این مسیرهای سیگنال دهی در رشد و تکثیر سلولی، فعالیت سلول های اپیتلیال و در نتیجه توسعه غدد پستان تاثیرگذار هستند. از آنجایی که این مسیرهای شناسایی شده با تولید شیر ارتباط دارند می توان از ژن های شناسایی شده در این مسیرهای سیگنال دهی در بهبود صفت تولید شیر استفاده کرد. نتیجه گیری: ژن های MAPK۱، MAPK۸، FASLG و PTEN در اکثر مسیرهای زیستی فعال و با ژن های مختلفی در ارتباط هستند، بر این اساس این ژن ها جزء ژن های عمده اثر در فرآیند تولید شیر به شمار می روند.

کلیدواژه ها:

بیوانفورماتیک ، ژن هدف ، غده پستان ، مسیر زیستی