بررسی عملکرد پروتئین های پیش بینی شده از داده های RNA-Seq در گاوهای نژاد هلشتاین و کلیستانی

     پژوهش حاضر به­ منظور تعیین نیم رخ بیانی عددی ژن های متفاوت بیان شده در نژادهای هلشتاین و کلیستانی و همچنین بررسی عملکرد پروتئین های پیش­ بینی شده از ژن های متفاوت بیان شده بین دو نژاد مذکور با استفاده از داده های RNA-Seq انجام شد.  در این مطالعه توالی کل mRNA خون گاو ماده هلشتاین آمریکا و گاو ماده کلیستانی پاکستان از طریق هم­ ردیفی و مکان­یابی خوانش­ های RNA-Seq روی ژنوم مرجع گاو بدست آمد و سپس تعیین نیم رخ بیانی عددی ژن های متفاوت بیان شده انجام شد. تعداد ۲۴۶۱۶ ژن و ۲۶۷۱۶ ایزوفرم روی ترانسکریپتوم این دو نژاد شناسایی شدند که از این میان تعداد ۴۱ ژن شناسایی شدند که تفاوت بیانی بسیار بالا و معنی داری را نشان دادند (۰۰۰۰۱۵p<). حدود یک سوم ژن‎هایی که عملکردشان بین دو نژاد متغیر بود، کدکننده آنزیم‎های هیدرولاز و پنج مورد از پروتئین‎های پیش­ بینی شده از جمله پروتئین‎های عامل رونویسی FosB/JunD، انکوژن FOS ، ساختار elonginb، زیرواحد عامل رونویسی AP-۱، کمپلکس روی zif۲۶۸ و عامل تنظیمی-رونویسی U۲AF هستند که در تنظیم رونویسی و بیان ژن‎ها و ویرایش RNA نقش دارند. بررسی میانکنش شبکه ای بین پروتئین های پیش ­­بینی شده از ژن های متفاوت بیان شده نشان داد که پروتئین های پیش­­ بینی شده در مسیرهای مختلفی مانند مسیر پیامدهی TNF، عفونت سالمونلایی، مسیر پیامدهی MAPK و آرتریت روماتوئید دخالت دارند. همچنین بررسی ­ها نشان داد نژاد هلشتاین و کلیستانی به­ علت قرار گرفتن در شرایط محیطی متفاوت و فاصله تکاملی، توانسته اند با شرایط پیرامونی به­ خوبی سازگار شوند و این روند در سطح مولکولی از میزان بیان ژنهای اختصاصی  شناسایی شده در این پژوهش کاملا قابل  فهم است. از دلایل تاییدکننده این پیشنهاد میتوان به نقش بیشتر سامانهی ایمنی در نژاد کلیستانی اشاره نمود که به­علت قرار گرفتن در محیطی با آلودگی بالاتر در مقایسه با نژاد هلشتاین، میزان بیان پروتئین های دارای خاصیت باکتریوسایدی (Cathelicidin ۱) در آن بالا رفته و در نتیجه فعالیت سامانه‎ی ایمنی در آن افزایش یافته است. همچنین در این پژوهش مشخص شد که ژن IL۱B بیشترین درجه تعامل ژن-دارو را با داروی Canakinumab دارد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که در مقایسه های بین نژادی، نگاه دقیق به فعالیت پروتئین هایی که توسط ژن های متفاوت بیان می شوند می توانند تفاوت نژادی در سطح ملکولی را بهتر توضیح دهند.

کلیدواژه ها:

Holstein cattle ، RNA-Seq ، Isoform ، Protein interaction network ، گاو هلشتاین ، RNA-Seq ، ایزوفرم ، شبکه برهم کنش پروتئینی