پديد آورندگان :
اصغري اسفدن، بتول دانشگاه زابل - گروه علوم دامي , داشاب، غلامرضا دانشگاه زابل - گروه علوم دامي , بناءبازي، محمدحسين سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي كرج - موسسه تحقيقات علوم دامي كشور - بخش پژوهش هاي بيوتكنولوژي
كليدواژه :
الگوي ترجيح كدوني , گاو هلشتاين , گاو كليستاني , ژن هاي متفاوت بيان شده , Seq , RNA
چكيده فارسي :
امروز انتخاب گاوها با استفاده از اطلاعات ژنتيكي در سطح ترجمه ژنوم، ترانسكربپتوم و پروتئوم انجام مي گيرد. در اين راستا ارتباط زيادي بين الگوهاي ترجيح كدوني در سطح ژنوم و ميزان بيان ژن هاي موجود در سطح ژنوم است كه اين الگوها مرتبط بابيان و ترجمه ژن ها مي باشند، اين شاخص نتيجه تعادل بين عواملي ازجمله جهش، انتخاب طبيعي، محتواي GC و سطح بيان ژن به وجود مي آيد؛ كه اين اطلاعات در جهت بررسي روند تكاملي و تغييرات در ژنوم و پيش بيني سطوح بيان ژن در گونه ها مفيد هستند. به هرحال اطلاعات محدودي در موردبررسي الگوي ترجيح كدوني در گاوسانان وجود دارد. در پژوهش حاضر، الگوي ترجيح كدوني بين دو جمعيت گاو هلشتاين و كليستاني با استفاده از داده هاي ژن هاي بابيان متفاوت و ارتباط آن بابيان ژن ارزيابي مي گردد. به اين منظور، در اين مطالعه از داده هايRNA-Seq مربوط به تجميع 40 نمونه از گاو هلشتاين (Bos taurus) و 45 گاو ماده كليستاني (Bos indicus) استفاده شد. درنهايت الگوي ترجيح كدوني بر اساس شاخص هايي ازجمله ENC، GC3S، CAI و GC براي ژن هاي بابيان متفاوت در بين اين دو نژاد با استفاده از نرم افزار CODON W محاسبه گرديد. هم چنين براي محاسبه همبستگي بين شاخص هاي مدنظر و رسم گراف هاي مربوطه از نرم افزار آماري 3.4.2 R استفاده شد. تجزيه وتحليل ترجيح كدوني براي نواحي ORF ژن هاي بابيان متفاوت در دو نژاد هلشتاين و كليستاني نشان داد كه همبستگي بالايي بين مقادير شاخص GC كل و GC3S وجود دارد كه نشان دهنده تاثير مقدار GC و جهش به عنوان عامل مهم در ايجاد كدون هاي مختلف مي باشد. همچنين، همبستگي بين شاخص ENC و GC3S نشان داد كه جهش مهم ترين عامل در شكل گيري كدون ها بوده است. همبستگي بين شاخص CAI كه عمدتا براي پيش بيني سطوح بيان ژن به كار مي-رود با شاخص ENC نشان دهنده ارتباط بين الگوي ترجيح كدوني و بيان ژن هستند. اين اولين گزارش براي بررسي زيست شناسي كدون در بين دو نژاد هلشتاين و كليستاني است كه چنين اطلاعاتي نه تنها چشم انداز جديدي براي درك مكانيسم هاي الگوي ترجيح كدوني به ارمغان مي آورد، بلكه سرنخ هاي مفيدي را براي مهندسي ژنتيك مولكولي و مطالعات تكاملي ارائه مي دهند.
چكيده لاتين :
Today, cows are selected using genetic information at the level of the genome translation, transcriptome and proteome. In this regard, there is a high correlation between codon usage patterns at the genome level and the level of expression of genes in the genome level, which are related to the expression and translation of the genes, this indicator is the result of a balance between factors such as mutation, natural selection, GC content and gene expression level. This information is useful in evaluating the evolutionary process and changes in the genome and predicting gene expression levels within species. However, there is limited information on the study of codon usage in bulls. In the present study, the codon usage pattern between two Holstein )Bos Taurus(and cholistani)Bos indicus(cattle populations is evaluated using gene expression data with different expression and its relation with gene expression. For this purpose, in this study, RNA-Seq data were used to assemble 40 samples of Holstein)Bos Taurus) and 45 cholistani (Bos indicus) breeds. Finally, the codon usage pattern was calculated based on indices such as ENC, GC3S, CAI and GC for different expression genes between the two breeds using the CODON W software. Also, R 3.4.2 Statistical software was used to calculate the correlation between the desired indicators and the graphs. An analysis of codon usage for ORF regions with different expressions in both Holstein and cholistani breeds showed that there is a high correlation between the total GC and GC3S values, which indicates the effect of GC and mutation as an important factor in the creation of various codons; Also, the correlation between ENC and GC3S showed that mutation was the most important factor in the formation of codons. The correlation between the CAI indexes, which is mainly used to predict gene expression levels, with the ENC index indicates the association between the codon usage pattern and the gene expression. This is the first report to examine the codon biology between the two Holstein and cholistani breeds, which not only provide a new perspective for understanding the mechanisms of the codon preference model, but also provide useful clues for molecular genetics and evolutionary studies.
