مسيرهاي بيولوژيكي مرتبط با lncRNA‌هاي شناخته شده بين ژني در بافت شكمبه گوساله‌هاي مبتلاء به اسيدوز

Biological pathways related to known intergenic lncRNAs in calf ruminal samples affected with acidosis

هدف اين پژوهش شناسايي lncRNA­هاي دخيل در كنترل فعاليت مسيرهاي بيولوژيكي مؤثر در بروز اسيدوز بود. به اين منظور دو گروه گوساله شامل گروه شاهد (3 گوساله نر سالم) و گروه بيمار (3 گوساله نر مبتلا به اسيدوز) به‌صورت مقايسه­اي مورد مطالعه قرار گرفتند. توالي‌يابي جفتي با استفاده از پلاتفرم illumine Hiseq2500 انجام شد. از نرم‌افزار Hisat2 براي هم‌ترازي خوانش­ها با ژنوم مرجع گاو و بسته نرم‌افزاري StringTie جهت سرهم­بندي رونوشت­ها استفاده شد. با استفاده از توالي‌يابي نسل بعد، 1636 ژن متعلق به lncRNAهاي شناخته‌شده بين ژني شناسايي شد كه تغييرات بيان 56 ژن معني­دار بود (05/0P≤). ژن­هاي هم­جوار lncRNAهاي شناخته‌شده بين ژني روي ژنوم گاو هلشتاين تعيين شدند. نتايج نشان داد با سطح احتمال 05/0P≤، پنج مسير بيولوژيكي Apelin signaling pathway، Gap junction، Glucagon signaling pathway، Renin secretion وAGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications غني مي‌شوند. آناليز عملكرد مولكولي اين ژن­ها نشان داد دو عملكرد مولكولي شامل gap junction channel activity و phosphatidylinositol phospholipase C activity به‌طور معني­دار غني مي­شوند. برخي lncRNAها در نمونه­هاي سالم و اسيدوزي بيان متفاوتي داشتند و كاهش pH به‌عنوان محركي براي فعال‌شدن برخي مسيرهاي بيولوژيكي ترارساني پيام عمل كرد. براساس نتايج حاصل، lncRNAهايي كه تفاوت بيان معني­دار در گروه كنترل و اسيدوز دارند با مسيرهاي مرتبط با سوخت‌وساز انرژي شكمبه و ترارساني پيام همراه مي‌باشند. از lncRNAها مي­توان به‌عنوان عامل پيش‌آگاهي‌دهنده اسيدوز و بيوماركر در اصلاح دام استفاده نمود. كليدواژه‌ها

The objective of this study was to identify known intergenic lncRNAs related to biological pathways of acidosis in Holstein calves using ruminal tissue. Two groups of healthy calves (N=3) and affected by acidosis (N=3) were compared. Paired-end sequencing method was performed using the Hiseq2500 illumine platform. Hisat2 software was used to align reads to the bovine reference genome and StringTie software package was used to assemble read files into transcripts. Using next generation sequencing, 1636 genes belonging to known intergenic lncRNAs were identified, of which 56 genes showed significant differential expression (P≤0.05). Neighbor genes of known intergenic lncRNAs were determined on bovine genome. Analysis of biological pathways and molecular function showed that five biological pathways were significantly (P≤0.05) enriched. These pathways were Apelin signaling pathway, Gap junction, Glucagon signaling pathway, Renin secretion, and AGE-RAGE signaling pathway. Moreover, two molecular functions including gap junction channel activity, and phosphatidyl inositol phospholipase C activity were significantly (P≤0.05) enriched. Some lncRNAs have different expression in healthy and acidosis samples, and the decreased pH acts as a stimulus to activate some biological signaling pathways. In conclusion, it was indicated that lncRNAs with differential expression between the control group and the group affected by acidosis are associated with pathways related to rumen energy metabolism and signaling. Identified differentially expressed lncRNAs could be used as prognostic in acidosis and biomarkers or promising candidates in animal breeding