واکاوی یکپارچه مبتنی بر شبکه از تنظیم miRNA- ژن و فاکتورهای رونویسی در ژن های هاب مرتبط با کاهش باروری در گاو

هدف: کاهش باروری در گاو، که ناشی از برهم کنش پیچیده عوامل ژنتیکی، متابولیکی، ایمنی و تکوینی است، یکی از مهم ترین چالش های زیستی - اقتصادی در صنعت دامپروری به شمار می رود و تهدیدی جدی برای پایداری سامانه های تولیدی محسوب می شود. هدف از این پژوهش، شناسایی ژن های هاب مرتبط با افت باروری گاو و تبیین سازوکارهای مولکولی آن ها در چارچوب شبکه های تنظیمی چندلایه miRNA - ژن–فاکتور رونویسی با رویکرد سیستم زیستی مبتنی بر شبکه بود.مواد و روش ها: در پژوهش کنونی، داده های بیان ژنی ۶ نمونه بارور و ۵ نمونه با باروری کم از پایگاه داده GEO (شماره دسترسی GSE۱۰۷۷۴۱) استخراج و پس از نرمال سازی، تحلیل بیان تفاضلی انجام شد. ژن های مرتبط با باروری با استفاده از تحلیل غنی سازی عملکردی انتخاب شده و شبکه تعامل پروتئین–پروتئین برای آن ها ساخته شد. ژن های هاب بر اساس شاخص های مرکزیت شناسایی و شبکه های تنظیمی شامل miRNAها و موتیف های پروموتری آن ها استخراج و به صورت یکپارچه ادغام شدند.نتایج: تحلیل شبکه ای منجر به شناسایی ژن های هاب IGF۱، CD۴، SPP۱، ACAN و TGFB۳ شد که نقش محوری در تنظیم مسیرهای ایمنی، رشد فولیکولی، عملکرد جسم زرد، بازسازی ماتریکس خارج سلولی، متابولیسم و تکوین جنینی ایفا می کنند. تحلیل تنظیم پسارونویسی نشان داد که بیان این ژن ها تحت کنترل هم زمان چندین miRNA مرتبط با باروری قرار دارد و شدت این تنظیم به اثر تجمعی این miRNAها وابسته است، که امکان تنظیم تدریجی و دقیق بیان ژن را فراهم می کند. همچنین، شناسایی فاکتورهای رونویسی کلیدی شامل PATZ۱، PBX۳، ZNF۴۵۴، CTCF و FEZF۲ نشان دهنده وجود یک لایه تنظیمی بالادستی بالقوه است که می تواند از طریق کنترل رونویسی و سازمان دهی معماری کروماتین، در تنظیم بیان ژن های هاب نقش داشته باشد.نتیجه گیری: در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که ژن های هاب IGF۱، CD۴، SPP۱، ACAN و TGFB۳ در مرکز یک شبکه تنظیمی چندلایه قرار دارند که از طریق تعامل هم زمان miRNAها و فاکتورهای رونویسی، مسیرهای کلیدی مرتبط با ایمنی، بازسازی بافتی و تکوین جنینی را تنظیم می کند. این یافته ها بیانگر آن است که اختلال در هماهنگی این شبکه تنظیمی می تواند یکی از سازوکارهای مولکولی موثر در کم باروری گاو باشد و ژن ها و تنظیم کننده های شناسایی شده می توانند به عنوان اهداف بالقوه برای مطالعات عملکردی و برنامه های به نژادی آینده مدنظر قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

ژن های هاب ، ریزآر ان ای ، شبکه تنظیمی ژن ، فاکتورهای رونویسی ، نا باروری گاو