شناسایی و دسته بندی برخی از ژن های موثر در مقاومت نسبی ژنتیکی گوسفند به آلودگی نماتد مبتنی بر داده های ریزآرایه
سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 78
فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_RAP-15-2_001
تاریخ نمایه سازی: 17 مهر 1403
چکیده مقاله:
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در سرتاسر جهان، آلودگی نماتدهای دستگاه گوارش، جمله جدیترین علل بیماری در نشخوارکنندگان اهلی محسوب میشوند. در این راستا، تنوع فنوتیپی قابلتوجهی در داخل و بین نژادهای گوسفند نسبت به مقاومت به نماتدهای گوارشی گزارش شده است که بهنظر میرسد زمینه ژنتیکی دارد. لیست ژن های کاندیدای موثر و شبکه ژنی شناسایی شده در خصوص مقاومت انگلی در گوسفند نشان می دهد که ژن هایی دخیل در سیستم ایمنی همچون، ژن اینترفرون interferon γ (IFN-γ) می باشد. در مسیرهای بیوشیمیایی سیتوکنین سیستم ایمنی و ایجاد مقاومت به انگل و واکنش های ایمنی نقش دارد. همچنین، بعضی جهش های موجود روی این ژن تاثیر منفی روی عملکرد سلول های تخصصی سیستم ایمنی در مواجه با انگل های مهاجم دارد. فن آوری ریز آرایهDNA، یکی از پرکاربردترین روش های پربرونداد اطلاعات مربوط به بیان ژن در پروژه های عملکرد ژنوم است که امکان بررسی بیان همزمان هزاران ژن را فراهم می کند. فن آوری ریزآرایه، ریزآرایه ژنومیکس و ریزآرایه پروتئومیکس را شامل می شود. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی و دستهبندی برخی از ژن های موثر در مقاومت نسبی ژنتیکی گوسفند به آلودگی نماتد با استفاده از داده های ریزآرایه می باشد.
مواد و روش ها: در پژوهش حاضر، جهت دستیابی به پایگاههای با دسترسی آزاد، بانک برخط GEO متعلق به NCBI بررسی گردید و داده های ریزآرایه مناسب با بهترین تکرار برای آلودگی به نماتدهای انگلی دانلود (پلتفورم GPL۴۰۷۷، GPL۴۰۷۶ و GPL۴۰۷۲ با مجموع ۴۸ داده خام) و با استفاده از بسته های نرم افزاری مبتنی بر R مورد بررسی قرار گرفت و ژن های با بیان افتراقی معنیدار شناسایی شدند. این داده ها، به سه دستهی شاهد، قبل از عفونت و سلولهای عفونی تقسیمبندی شدند. بهمنظور، بررسی کیفیت داده ها از سه نمودار مرجع Heatmap، تجزیه مولفههای واریانس (PCA) و نمودار آتشفشانی استفاده گردید. سپس، با بررسی این نمودار ها نمونه هایی که دارای کیفیت نامطلوب بودند از مراحل بعدی تجزیه و تحلیل حذف گردید. از پکیج نرمافزاری تحت مجموعه R/Bioconductor و وابستگیهای نرمافزاری آنها همچون (Biobase، GEOquery، limma، affy، Genfilter، Pheatmap، Plyr، Reshape۲، (Ggplot۲ برای مشخص شدن افزایش و یا کاهش معنیدار بیان ژنها و تفکیک آنها از ژنهای اولیه استفاده شد. دادههای خام در مقیاس لگاریتمی سنجیده شد و همچنین، از آماره P value تصحیح شده در جهت مقایسات بیان بین گروه های ژنی استفاده گردید.
یافته ها: نتایج مشاهده شده در خصوص کنترل کیفیت دادههای خام و خروجیهای مربوط به کنترل کیفیت دادههای ادغام شده نشان داد که واریانس درونگروهی دادههای خام بالا بوده فلذا، پیش تصحیح و پردازش دادههای خام در این خصوص قبل از تجزیه و تحلیل اصلی انجام شد. نتایج آنالیز همبستگی پس از پیش پردازش دادههای خام بیانگر ارتباط قوی ژنها در گروههای آلوده (inf) و پیشآلوده ((pre-inf در مقایسه با نمونهی سالم که بهعنوان کنترل استفاده شد بود که اعتبارسنجی نتایج آتی را بطور قوی تایید کرد. پس از انجام آنالیزهای بیوانفورماتیکی، ژنهای کاندیدای NACA، RPL۴،NAGS ، CTCF، GBP۱، BHLHE، YTHDF۳، PDHA۱، MXI۱ دچار افزایش بیان معنیدار و ژنهای PDHA۱ و MXI۱ دچار کاهش بیان معنیدار شدند. با توجه به نتایج بهدست آمده در این مطالعه، این ژنها از دیدگاه آنتولوژی، در روند متابولیسم سلولی، عملکرد مولکولی، ایجاد ترکیبات ژنتیکی و زندگی سلولی نقش دارند. بنابراین، با مشاهده به سطح p-value <۰.۰۵ بهعنوان ژنهای معنادار گزارش شدند. ژن NAGS در واقع ژن ان اکریل گلوتامات سنتتاز میباشد که کوفاکتور اولین انزیم دخیل در سیکل دفع اوره در پستانداران میباشد نقش عملکردی این ژن در بسیاری از بیماریهای عصبی مشخص شده است. ژن CTCF تاثیر مثبت بر روی سلولهای سیستم ایمنی میگذارد و مخصوصا در مقابله با ویروسها و عوامل مهاجم به بدن میزبان ایفای نقش میکند. ژن گوانیلات بایدنیگ پروتئینGBP۱ در مقابله بدن با بسیاری از عوامل عفونی نقش دارد. این ژن باعث پاسخهای اکسی داتیو و اتوفاژی سیستم ایمنی میزبان در برایر عوامل مهاجم میگردد. ژن متیل آدونوزین ار ان ای بابدینگ ۳ کارایی بیشتری در ایمنی آنتیویرال داشته و همچنین ارتباط نزدیکی با ژن گوانیلات بایدنیگ پروتئین که در مقابله بدن با بسیاری از عوامل عفونی نقش دارد. این ژن باعث پاسخهای اکسی داتیو و اتوفاژی سیستم ایمنی میزبان در برابر عوامل مهاجم میگردد. ژن پیروات دهیدروژناز PDHA۱ در متابولیسم سیستمهای ایمنی نقش دارد. این ژن در تنظیمات ناشی از فاکتورهای آلوستریک، ترمیم پیوندهای کووالانسی و تغییرات نسبتا سریع در مقادیر پروتئین های بیان شده، یا با تغییر بیان ژن یا تخریب پروتئولیتیک نقش آفرینی میکند. ژن MXI۱ برای کنترل ورود عوامل مهاجم به داخل بدن میزبان کمک میکند و باعث بهبود و التیام عفونتها میشود.علت توجیهی عدم تطبیق نتایج پژوهش حاضر با مطالعات پیشین را میتوان به عواملی همچون استفاده از نمونهها (نژادهای متفاوت) و تکنیکهای آزمایشگاهی متفاوت، میزان آلودگی با انگل متفاوت، سن متفاوت ماده آزمایشی، نوع و تیپ متفاوت نماتد، تکنیک و ابزار متفاوت، تفاوتهای آب و هوایی منطقه آزمایش و موقعیت جغرافیایی و استفاده از تکنیکهای متفاوت ار ان سیک و میکرواری را دانست. با این وجود نتایج و خروجیهای این مطالعه در شرایط حاکم مربوطه میتواند کاربردی باشد.
نتیجه گیری: استفاده از اطلاعات و خروجیهای تکنیک میکرواری و بررسی الگوی بیان افتراقی میتواند برای اصلاح دام مولکولی گوسفند در جهت مقاومت به انگلهای داخلی از طریق تلفیق اطلاعات فنوتیپی و ژنوتیپی در مدلهای حیوانی کمک شایان توجهی نماید.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
پریسا جبیبی
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
سئودا حسین زاه
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
آرش جوانمرد
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran
عباس رافت
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran
کریم حسن پور
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :