تحلیل خوشه ای بیان ژن ها و شناسایی الگوهای زمانی مهم در فرایند رشد مادگی زعفران

زعفران (Crocus sativus L) گیاهی دارویی و ادویه ای ارزشمند است که رنگ و عطر آن به دلیل آپوکاروتنوئیدهایی مانند کروسین ها ایجاد می شود. هدف این مطالعه شناسایی شبکه های تنظیم کننده تجمع این ترکیبات هنوز به طور کامل ان شناسایی ماژول های هم بیانی ژن مرتبط با بیوسنتز آپوکاروتنوئیدها در مادگی و بررسی شبکه های تنظیمی کنترل کننده آنها است. به این منظور داده های بیان ژن (RPKM) مادگی های زعفران در سه مرحله رشد از پایگاه داده NCBI با شماره دسترسی GSE۱۰۳۱۸۱ دریافت و با استفاده از زبان برنامه نویسی R (نسخه ۴.۴.۳) بسته های tidyr، dplyr، matrixStats، data.table و ggplot۲ تحلیل شدند. پس از پالایش ژن هایی با حداقل RPKM و ۱ = در یک مرحله حفظ و ۱۰۰۰۰ ژن با بیشترین تغییرات انتخاب گردیدند. با توجه به تعادل بین دقت آماری و قابلیت تفسیر زیستی، خوشه بندی K-means با ۶=k بر داده های نرمال شده اعمال شد که شش الگوی بیان ژن متفاوت را نشان داد. خوشه های ۱ و ۲ افزایش بیان مستمر تا بلوغ داشتند در حالی که سایر خوشه ها کاهش یا الگوهای گذرا نشان دادند. تحلیل مسیرهای KEGG توسط DAVID نقش متابولیکی را در خوشه ها تایید کرد. همچنین با پایگاه داده iTAK خانواده های عوامل رونویسی مانند bHLH، NAC، MYB و HSF شناسایی شدند. بر اساس افزایش بیان، تحلیل KEGG و شناسایی عوامل رونویسی خوشه های ۱ و ۲ احتمالا نقش اساسی در تنظیم متابولیسم آپوکاروتنوئیدها دارند. اعتبارسنجی تجربی و بررسی محدودیت های روش خوشه بندی ضروری است تا دامنه تعمیم نتایج در نمونه ها و شرایط مختلف مشخص گردد.

کلیدواژه ها:

تحلیل بیان ، زمانی ، خوشه بندی K-means ، زعفران ، مادگی ، ماژول های هم بیانی ژن