استخراج شبكه بين زيست نشانگرهاي ترانسكريپتومي ورم پستان گاو شيري ناشي از باكتري استافيلوكوكوس اورئوس با استفاده از ژنوم انسان

Extracting transcriptomic biomarker network in Staphylococcus aureus driven dairy cow’s mastitis using human genome

ورم پستان يكي از بيماري‌هاي عفوني غدد پستاني در گاوهاي شيري است كه در چند دهه‌ اخير، به عنوان يكي از مهم‌ترين بيماري‌هايي كه منجر به ضرر اقتصادي در صنعت گاو شيري مي‌شود، مورد توجه زيادي قرار گرفته است. وراثت‌پذيري ورم‌ پستان پايين است و لذا مديريت اصلاح نژادي آن كار سختي به شمار مي‌رود. با توجه به اهميت بيماري ورم پستان در مديريت واحد‌هاي پرورش گاو شيري و ساز و كار مولكولي پيچيده درگير در اين بيماري، استخراج شبكه بين زيست‌نشانگرهاي ترانسكريپتومي ورم پستان با استفاده از داده‌هاي اميكس موجود در گونه‌هايي مثل انسان، كه حاشيه‌نويسي ژنومي قابل اعتمادي دارند، معقول به نظر مي‌رسد. در اين پژوهش با استفاده از برازش يك مدل خطي مشابه روي هر ژن يك آزمايش ريزآرايه DNA انجام شده ناشي از استافيلوكوكوس اورئوس بر پستان گاو شيري، فهرستي از ژن‌هاي متفاوت بيان شده يا زيست‌نشانگرهاي ترانسكريپتومي گاوي به ­دست آمدند. نتايج نشان داد ژن‌هاي رمز كننده‌ سايتوكين‌ها و كايموكين‌هاي CXCL5، CCL2،CXCL2 ، CXCL3، CXCL8 و SAA3 در اثر ورم پستان ناشي از استافيلوكوكوس اورئوس، بيان متفاوتي داشتند. در اين پژوهش با نگاشت مجموعه ژن‌هاي متفاوت بيان شده روي ژنوم انسان، ژن‌هاي ارتولوگ انسان و گاو به ­دست آمدند. شبكه زيستنشانگري به­دست آمده از ژن‌هاي ارتولوگ انسان نشان داد كه نشانگر APP (Amyloid beta precursor protein) بيشترين درجه ارتباط را با ساير نشانگرهاي ترانسكريپتومي دارد. به نظر مي­رسد از نتايج اين پژوهش بتوان در برنامه‌هاي اصلاح نژادي و تهيه­ دارو براي درمان ورم پستان استفاده نمود.

Mastitis, as one of the most economically important cost-driven diseases in dairy cow industry, is an inflammation-driven disease of the bovine mammary gland that in recent decades has casted lots of attention. Mastitis has low heritability; therefore, it is a cumbersome job to manage it from animal breeding point of view. Considering the management of mastitis in dairy farms production and the nature of complex molecular mechanisms involving in this disease, extracting mastitis's transcriptomic biomarkers network using OMICS data due to some well-annotated genomes like human genome, sounds to be entirely compelling. In this research, by fitting a linear model on each gene of a Staphylococcus aureus governed DNA microarray experiment performed in dairy cow udder, a list of differentially expressed genes or biomarkers were obtained. It was dissected that genes encoding cytokines and chemokine's e.g. CXCL5, CCL2 ,CXCL2, CXCL3, CXCL8 shown differentially expressed pattern in staphylococcus aureus driven dairy’s cow mastitis. Biomarker network due to human genome orthologous genes indicated that APP (amyloid beta precursor protein) gene or biomarker shown the maximum degree of connection with other biological transcriptomic biomarkers. The results of this study can be used in breeding programs and drug-targeting studies to cure mastitis.