پديد آورندگان :
اسكندري نسب، سعيده دانشگاه ياسوج - دانشكده كشاورزي - گروه علوم دامي , بحريني بهزادي، محمدرضا دانشگاه ياسوج - دانشكده كشاورزي - گروه علوم دامي , رودباري، زهرا دانشگاه جيرفت - دانشكده كشاورزي - گروه علوم دامي
كليدواژه :
بيوانفورماتيك , ژن هدف , غده پستان , مسير زيستي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: اطلاعات حاصل از RNAها به علت اينكه حلقه ارتباط دهنده ژنوتيپ و فنوتيپ هستند، كمك شاياني در فهم و درك جنبه‌هاي زيست‌شناختي مرتبط با مسيرهاي فيزيولوژيكي مي‌كنند. ريزRNAها، مولكول‌هاي 22 نوكلئوتيدي و تك رشته‌اي هستند كه مي-توانند به صورت اختصاصي بر عملكرد و بيان ژن‌ها تأثير بگذارند. از اين رو پژوهش‌هاي فراواني در مورد نقش اين مولكول‌ها در فرآيندهاي زيستي مختلف مانند توليد شير انجام شده است. صفت توليد شير يكي از مهمترين صفات در صنعت دامپروري است. اين صفت در حيوانات مزرعه به صورت چند‌ژني مي‌باشد و هر ژن ممكن است در مسيرهاي زيستي مختلف دخيل باشد و در مقابل هر مسير زيستي نيز مي‌تواند شامل تعداد زيادي ژن شود. اين روابط شبكه پيچيده‌اي را تشكيل مي‌دهند كه نشان دهنده ارتباط تعداد زيادي ژن با تعداد زيادي مسير زيستي است. مولكول‌هاي سيگنالي كه مي‌توانند به عنوان مورفوژن عمل نمايند، الگوي شبكه ژني ساختمان بافت را در تمام طول عمر از مرحله رويان در حال رشد تا ارگانيزم بالغ كنترل مي‌نمايند. مورفوژن‌ها بستگي به ميزان ترشح و فاصله منبع ترشح، مي‌توانند واكنش‌هاي مختلف سلولي را ايجاد نمايند. از اين رو هدف پژوهش حاضر بررسي مستندسازي عملكردي ژن‌هاي هدف ريزRNAهاي با بيان متفاوت جهت شناسايي تعدادي از مسيرهاي زيستي دخيل در فرآيند توليد شير است.
مواد و روش‌ها: به منظور شناسايي و بررسي مسيرهاي زيستي دخيل در توليد شير از داده‌هاي توالي‌يابي شده ريزRNA استفاده شد كه از پايگاه داده ArrayExpress با شماره دسترسي E-GEOD-61227 استخراج شدند. در مطالعه حاضر همه مراحل استانداردسازي داده‌ها، تفاوت بيان ريزRNAها و تعيين معني‌داري توسط نرم‌افزار GEO2R انجام شد. معيارهاي انتخاب ريزRNAها در اين مطالعه شامل p value تصحيح شده كمتر از 05/0 و (1>Log fc>1-) بودند. در مرحله بعد بررسي‌هاي بيوانفورماتيكي جهت يافتن ژن هدف هر ريزRNA انجام شد. بدين منظور ريزRNAهاي با بيان متفاوت حاصل از تجزيه و تحليل در مرحله قبل، جهت پيدا كردن ژن‌هاي هدف به نرم‌افزار Target Scan معرفي شدند. پس از شناسايي و مشخص شدن ژن‌هاي هدف ريزRNA جهت بررسي اطلاعات زيستي و آناليز عملكردي از سرور DAVID استفاده شد.
يافته‌ها: نتايج اين پژوهش نشان داد كه 23 ريزRNA با بيان متفاوت وجود دارد كه ژن‌هاي زيادي را تحت تأثير قرار مي‌دهند و اين ژن‌ها در مسيرهاي سيگنال‌دهي TGF-β، WNT، MAPK، mTOR، PI3k-Akt، انسولين، استروژن و پرولاكتين نقش دارند كه بيشتر اين مسيرهاي سيگنال‌دهي در رشد و تكثير سلولي، فعاليت سلول‌هاي اپيتليال و در نتيجه توسعه غدد پستان تاثيرگذار هستند. از آنجايي كه اين مسيرهاي شناسايي شده با توليد شير ارتباط دارند مي‌توان از ژن‌هاي شناسايي شده در اين مسيرهاي سيگنال‌دهي در بهبود صفت توليد شير استفاده كرد.
نتيجه‌گيري: ژن‌هاي MAPK1، MAPK8، FASLG و PTEN در اكثر مسيرهاي زيستي فعال و با ژن‌هاي مختلفي در ارتباط هستند، بر اين اساس اين ژن‌ها جزء ژن‌هاي عمده اثر در فرآيند توليد شير به شمار مي‌روند.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Information from RNAs, because they are the link between genotype and phenotype, helps to understand the biological aspects of physiological pathways. MicroRNAs are molecules with 22 nucleotides in length and single strand which can specifically affect the function and expression of genes, hence many studies have been done on the role of these molecules in various biological processes, such as milk production. The milk production trait is one of the most important traits in the dairy cattle industry. This trait is a polygenic trait in farm animals and controlled by a large number of genes and each gene may be involved in various biological pathways and mutually any biological pathway can include a large number of genes. These relationships form the complex network which indicates the association of a large number of biological pathways with lots of genes. Signal molecules that can act as morphogens control the pattern of the gene network of tissue structure throughout the lifespan of the growing embryo stage to the adult organism. The morphogens depend on the amount of secretion and the destination of secretion source can produce different cellular responses. Therefore, the aim of the present study was to investigate target genes of differentially expressed microRNAs in bovine mammary tissue to identify a number of biological pathways involved in the milk production process.
Materials and methods: In order to identify and investigate the biological pathways involved in milk production, microRNA sequenced data were used which were extracted from ArrayExpress database with E-GEOD-61227 access number. In present study, all stages of standardization of data, differences between expression of microRNA and significance determination were performed by GEO2R software. The criteria for the selection of microRNA in this study were corrected P-value Results: The results of this study showed that there are 23 microRNAs with different expressions that affect many genes. These genes are involved in the signaling pathways of TGF-β, WNT, MAPK, mTOR, PI3k-Akt, insulin, estrogen and prolactin. Most of these signaling pathways are involved in cell growth and proliferation, mammary gland development, and epithelial cell activity. Since these identified pathways are associated with milk production, the genes identified in these signaling pathways can be used to improve milk production trait.
Conclusion: MAPK1, MAPK8, FASLG and PTEN genes are activate in most biological pathways and they are associated with various genes, accordingly these genes are the major genes in the process of milk production.
