بررسي ساز و كار مولكولي فعال سازي سامانه ايمني گاو با استفاده از داده هاي بيان ديجيتالي لوكوسيت ها

Investigation on the Molecular Mechanisms of the Bovine Immune System Activation by Leukocyte Transcriptomics Data

كاربرد مسيرهاي ژني موثر در بروز صفات مختلف در اصلاح نژاد به راحتي امكان پذير نمي باشد، اما شناسايي مسيرهاي ژني بدست آمده از برهم كنش داده هاي ترانسكريپتومي تاثيرگذار بر يك فرآيند زيستي، مي تواند گام مهمي در فهم بهتر سازوكارهاي تنظيمي آن فرآيند باشد. در اين پژوهش، چگونگي سازوكار مولكولي تقويت پاسخ ايمني با در نظر گرفتن مسيرهاي ژني فعال شده در لوكوسيت ها، مورد بررسي قرار گرفت. براي رسيدن به اين هدف، پس از پياده سازي داده هاي حاصل از تكنيك توالي يابي رونوشت ها (RNA-Seq) با شماره دسترسي GSE37447 از پايگاه داده NCBI، كنترل كيفيت داده ها با نرم افزار FastQC بررسي گرديد. مكان يابي ژن ها و ايزوفرم ها با استفاده از نرم افزار TopHat2 انجام شد و تعيين ميزان بيان هر ژن و ايزوفرم با نرم افراز HT-Seq انجام گرفت و نهايتاً بررسي ژن هاي متفاوت بيان شده با edgeR انجام گرفت. آناليز مسيرهاي ژني بر اساس ژن هايي كه تفاوت بيان داشتند، با پايگاه اطلاعاتي DAVID صورت گرفت. آناليز مسيرهاي ژني نشان داد، مسيرهاي اسپلايسوزم و ترميم اتصالات نادرست ژنوم در لوكوسيت ها فعال مي شود. بنابراين، مسيرهاي ژني ياد شده مي توانند چگونگي تقويت پاسخ ايمني را تفسير نمايند و به روشن شدن بهتر مسيرهاي تنظيمي در اين فرآيند بيولوژيكي كمك كنند. به نظر مي رسد جهت بهبود سامانه ايمني به كمك برنامه هاي اصلاح نژادي مي توان از ژن ها، فاكتورهاي رونويسي، ميكرو ريبونوكلئيك اسيدها و يا كوفاكتورهاي دخيل در اين دو مسير ژني (مسير ژني اتصال جايگزين و مسير ترميم اتصالات نادرست) كمك گرفت، زيرا اين دو مسير ژني به طور مستقيم در فعال سازي و تنظيم فعاليت سامانه ايمني موثر هستند.

It is not easy to apply gene pathway in different traits in animal breeding, But identifying of gene pathways which obtain from transcriptomics data and influence a biological process could be an important step to better understanding the regulatory mechanisms of this process. In this study, leukocyte transcriptomics data was applied to evaluation of molecular mechanism related to improving the immune response by analysis of gene pathways. To achieve this, RNA-Seq data with accession number GSE37447 was downloaded from NCBI data bank and data quality control was done by FastQC software. Detection of genes and isoforms was performed by TopHat2 software and then level of genes’ and isoforms’ gene expression was conducted by HT-Seq. differentially gene expression was analyzed by edgeR. Analysis of gene pathways was done by online software DAVID based on genes which had differentially gene expression. Gene pathway analysis showed spliceosome and mismatch repair pathway were activated in leukocytes. Therefore, mentioned gene pathways could explain how to strengthen of the immune response and better clarify of regulatory pathways in this biological process. It seems genes, transcription factors, microRNA and/or cofactors which involve in these gene pathways (spliceosome and mismatch repair pathway) could be helped in order to improve the immune system by inbreeding programs because these gene pathways directly influence on the immune system activation and regulation of its functions.