فراتحلیل مطالعات پویش ژنومی برای صفت نمره سلول‌های بدنی در گاوهای شیری

Abstract

سابقه و هدف: ورم‌پستان یک بیماری التهابی در گاوهای شیری است که در پاسخ به قرار گرفتن در محیطی با عوامل عفونی رُخ می‌دهد. این بیماری التهابی، خسارات اقتصادی فراوانی را بر صنعت گاو شیری وارد می‌کند. در دهه‌های اخیر، از امتیازدهی سلول‌های بدنی به عنوان روشی غیرمستقیم برای کنترل ورم‌پستان استفاده شده است. مقاومت در برابر بیماری‌های عفونت‌زا به صورت توانایی پاسخ ایمنی حیوان در جلوگیری از تکثیر عوامل بیماری‌زا پس از ایجاد عفونت تعریف می‌شود. مطالعات نشان داده‌اند که حیوانات، توانایی ژنتیکی متفاوتی برای ایجاد پاسخ ایمنی در برابر بیماری ورم‌پستان دارند. مقاومت ژنتیکی به ورم‌پستان شامل سازوکارهای بیولوژیکی به هم پیوسته‌ای است که در نتیجه تفاوت‌های موجود در پاسخ به ورم‌پستان ایجاد می‌شود و سطوح مختلف پاسخ ایمنی را فعّال و تنظیم می‌کند. درک بهتر سیستم ایمنی بدن و مسیرهای متابولیکی درگیر در پاسخ به عوامل مختلف بیماری‌زا ممکن است به عنوان روشی مکمل برای کنترل بیماری استفاده شود. تحقیقات متعدّدی سازوکارهای ژنتیکی مؤثّر بر امتیازدهی سلول‌های سوماتیک را در گاوهای شیری مورد بررسی و ارزیابی قرار داده‌اند. بسیاری از ژن‌های کاندیدای مؤثّر بر امتیازدهی سلول‌های سوماتیک معرفی شده است، امّا هنوز روابط پیچیده‌ی بین ژن‌ها و مسیرهای مؤثّر بر آن به طور کامل مشخّص نشده است. هدف اصلی این تحقیق، یکپارچه‌سازی و فراتحلیل نتایج حاصل از تحقیقات اخیر در زمینه مطالعات پویش ژنومی به منظور دست‌یابی به مجموعه‌ای از ژن-های مهم و مسیرهای غنی‌شده در ارتباط با بیماری ورم‌پستان می‌باشد.مواد و روش‌ها: جستجو برای مجموعه مطالعات پویش ژنومی در گوگل اسکولار با استفاده از کلید واژه‌های گاوهای شیری، مطالعات پویش ژنومی و امتیازدهی سلول‌های بدنی انجام شد. مجموعه ژن‌های حاصل در جمعیّت‌های مختلفی از نژادهای گاوهای شیری (نژاد هلشتاین و فریزین و گاوهای قرمز رنگ) در 11 مطالعه مستقل از سال 2011 تا 2019 در دسترس بود. تعداد 218 ژن از مطالعات قبلی مطالعات پویش ژنومی، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نمودار ون، تعداد ژن‌های مشترک در گاوهای شیری مورد بررسی قرار گرفت. سپس، تمامی ژن‌های قابل دسترس با استفاده از روش فراتحلیل با هم ترکیب و ارزیابی شدند. برای تجزیه و تحلیل هستی‌شناسی ژن‌ها و مسیرهای KEGG از پلاگین ClueGO v2.5.4 و برای تجسّم ژن‌ها و تعاملات پروتئین - پروتئین از پلاگین CluePedia v1.5.4 در نرم‌افزار Cytoscape v3.7.2 استفاده شد.یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان داد که ژن‌های U6، DCK و NPFFR2 به عنوان اصلی‌ترین ژن‌های کاندیدا، نقش مهمی در مقابله با عفونت و عوامل بیماری‌زا در بروز بیماری ورم‌پستان دارند. فرآیندهای بیولوژیکی، اجزای سلولی، عملکرد مولکولی و مسیرهای مرتبط مورد شناسایی قرار گرفت. مهمترین مسیرهای فرآیند بیولوژیکی، اجزای سلولی و عملکرد مولکولی به ترتیب رشد سلولی مزانشیمی (4e-92/3P=)، غشای پلاسمایی آپیکال (3e-83/2P=) و املاح: فعالیّت همزمان کاتیونی (4e-71/3P=) بودند. نتیجه‌گیری: در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که فراتحلیل مبتنی بر ترکیب مطالعات مستقل، مهمترین ژن‌های کاندیدا و مسیرهای مقابله با ورم‌پستان را آشکار می‌نماید. این اطلاعات پایه‌های محکمی را برای توسعه درمان‌های جدید ورم‌پستان فراهم می-کند. بنابراین، شناسایی ژن‌های مهم و غنی‌سازی عبارات هستی‌شناسی ژن‌ها (با توان و صحّت بالا) می‌تواند نقش مؤثّری در ارزیابی ژنومی و طراحی برنامه‌های اصلاح‌نژادی با هدف کنترل ورم‌پستان در گاوهای شیری داشته باشد

Keywords

• نمره سلول‌های بدنی
• فراتحلیل
• گاوهای شیری
• مطالعات پویش ژنومی