كاربرد شبكه‌هاي تلفيقي به منظور برازش شبكه تنظيم بيان ژني مؤثر بر رشد ماهيچه اسكلتي در گاو

RNA-Sequencing, integrated networking, myogenesis

فناوري توالي‌يابي رونوشت‌هاي سلولي ابزار قدرتمندي در جهت تجزيه و تحليل رونوشت‌هاي سلولي، در بسياري از زمينه‌هاي تحقيقاتي مي‌باشد. در سال‌هاي اخير پياده‌سازي شبكه جهت بررسي روابط بين ژن‌ها با استفاده از داده‌هاي حاصل از اين فناوري به درك بهتر سازوكارهاي پيچيده فيزيولوژيكي كمك نموده است. در اين مطالعه به ساخت شبكه تنظيم بيان ژن و مطالعه روابط بين ژن‌هاي دخيل در تشكيل و رشد بافت ماهيچه اسكلتي به كمك توالي‌يابي رونوشت‌ها در بافت ماهيچه‌اي در حال رشد، پرداخته شده است. اين پژوهش با پياده‌سازي شبكه تلفيقي بر روي داده‌هاي ذكر شده، شش فاكتور رونويسي دخيل در تشكيل و رشد بافت ماهيچه اسكلتي را معرفي كرده است. اين شش فاكتور رونويسي عبارتند از KLF4 ،FOXM1 ،FOS ،MYBL2 ،KLF10 و FOSB. نقش اين فاكتورهاي رونويسي در فرايند‌هايي مانند تكثير سلول‌هاي بنيادي و تمايز آنها، افزايش طول و امتزاج سلول‌هاي ماهيچه‌اي، تكميل مرحله تمايز و امتزاج سلول‌هاي فيبر ماهيچه و توليد ميوفيبر و كمك به حفظ خاصيت خودزايايي در سلول‌هاي بنيادي بافت ماهيچه اسكلتي مشخص شده است. هستي‌شناسي مربوط به اين فاكتور‌هاي رونويسي و ژن‌هايي كه بيانشان تحت تأثير اين فاكتور‌هاي رونويسي تغيير مي‌كند، نشان داد كه اين ژن‌ها در مسيرهاي توليد هگزوز و نوكلئوتيدها فعال هستند. اين ژن‌ها در تنظيم فعاليت‌هاي پايه‌اي سلول مانند تنظيم بيان ژن و رونويسي نيز دخالت داشتند. از اين ژن‌ها مي‌توان به عنوان نشانگر مرتبط با افزايش توليد گوشت در برنامه‌هاي اصلاح نژادي بهره برد.

RNA-Sequencing technique is a powerful tool for analysis of cellular transcriptome in many research areas. In recent years, network constructing on data resulted from this technique and gene relationships have been investigated for better understanding the complex physiological mechanisms. In this study, construction of gene regulatory network and surveying gene relationships which involve in skeletal muscle synthesis were discussed by growing muscle tissue’s RNA-Seq data. This research introduced six transcription factors which were involved in formation and growth of skeletal muscle tissue by fitting an integrated network. These transcription factors included KLF4, FOXM1, FOS, MYBL2, KLF10 and FOSB. Their biological roles have been identified in proliferation and differentiation of stem cells, elongation and fusion of muscle cells, myofibril generation and self-renewal of satellite cells. Ontology of these transcription factors and their regulated genes showed that theyare involved in hexose pathway and nucleotides production. Theyare also involved in regulation of basic cell activities such as gene expression and transcription. These genes may be used as molecular markersfor improvement of meat production in breeding programs.