آنالیز بیوانفورماتیکی ژن‌های کاندید موثر بر چند قلوزایی و تولید شیر در بز

Abstract

سابقه و هدف: تولید شیر و صفات تولیدمثلی از صفات اقتصادی مهم در بز می باشند. در حال حاضر رویکردهای مختلف از جمله نقشه‌یابی ژن کاندید و مطالعات ژنومی برای شناسایی مکانیسم‌های مولکولی مؤثر بر این صفات مهم اقتصادی در بز انجام می‌شود. تجزیه‌و‌تحلیل هستی‌شناسی ژن، امکان توصیف ویژگی‌های ژن‌ها و محصولات ژنی را به شکل طبقه‌بندی شده و قابل‌فهم‌تر ارائه می دهد. آنالیز KEGG، رویکردی را برای بررسی دقیق عملکردهای ژن در رابطه با شبکه‌های ژنی با استفاده از داده‌های مولکولی ارائه می‌دهد. تجزیه‌و‌تحلیل شبکه ژنی، هم‌چنین می‌تواند مسیرها و فرآیندهای مولکولی مشترک ژن‌های کاندید را شناسایی کند. هدف از پژوهش حاضر آنالیز بیوانفورماتیکی (هستی‌شناسی ژن، مسیرهای بیولوژیکی، و تجزیه و تحلیل شبکه برهم‌کنش پروتئین-پروتئین) ژن‌های مؤثر بر چندقلوزایی و تولید شیر در بز بود.مواد و روش‌ها: ابتدا با بررسی منابع، شامل مطالعات انجام شده روی ژن‌های کاندیدا، مطالعات پویش کامل ژنومی و پایگاه‌ داده NCBI، ژن‌های موثر بر چندقلوزایی و تولید شیر در بز جمع‌آوری شدند. آنالیز هستی‌شناسی ژن و آنالیز غنی‌سازی مسیر KEGG، ژن‌های کاندید با استفاده از پایگاه داده g: Profiler انجام شد. پایگاه داده STRING، برای تشکیل شبکه برهم‌کنش پروتئین-پروتئین و انتخاب ماژول عملکرد مورد استفاده قرار گرفت. از نرم‌افزار Cytoscape، برای ترسیم شبکه اثرات متقابل پروتئین-پروتئین استفاده شد. در نهایت از افزونه cytoHubba جهت شناسایی ژن‌های کلیدی استفاده شد. یافته‌ها: آنالیز هستی‌شناسی ژن نشان داد که برای صفت چندقلوزایی، ژن‌های کاندید مورد مطالعه برای عملکردهای مولکولی در مسیرهای اتصال گیرنده سیگنالی، فعالیت گیرنده سیگنالی، فعالیت هورمونی، اتصال پروتئین و فعالیت گیرنده فاکتور رشد تغییردهنده بتا غنی شدند. همچنین آنالیز KEGG، مسیرهای سیگنالی متعددی از جمله برهم‌کنش گیرنده سیتوکین-سیتوکین، PI3K-Akt، TGF-بتا و استروئیدوژنز تخمدان را شناسایی نمود که با چندقلوزایی در گونه‌های مختلف پستانداران در ارتباط هستند. تأثیر خانواده تبدیل‌کننده فاکتور رشدβ ، بر باروری و تولید‌مثل، رشد جنینی، اندام‌زایی، و رشد و عملکرد رحم در طیف وسیعی از موجودات چشمگیر است. در پستانداران، حتی مراحل اولیه رشد تولیدمثلی، از جمله تمایز ژرم لاین نر و ماده، توسط پروتئین‌های مربوط به TGF-β کنترل می‌شو‌ند. باندشونده‎های هورمون نقش مهمی در بر باروری و تولید مثل ایفا می‌کنند. گلوبولین باندشونده به هورمون جنسی، به طور خاص به آندروژن‌ها و استروژن‌های فعال بیولوژیکی متصل می‌شوند که تنظیم‌کننده‌های کلیدی اندام‌های تناسلی و سایر بافت‌های دارای تفاوت جنسی مانند ماهیچه، بافت چربی و استخوان هستند. آنالیز غنی‌سازی مجموعه‌های ژنی برای تعداد 33 ژن کاندید مرتبط با صفت تولید شیر، تنها یک طبقه هستی‌شناسی ژن برای مسیر زیستیِ فرآیند متابولیک اسید لینولئیک را شناسایی نمود. نتیجه‌گیری: در این مطالعه، چندین مسیر زیستی معنی‌دار و مسیرهای سیگنالی را شناسایی شد که می توانند برای درک بهتر فرآیندهای زیستی مرتبط با صفات چندقلوزایی و تولید شیر در بز مورد استفاده قرار گیرند.

Keywords

• بز
• چندقلوزایی
• ژن کاندید
• آنالیز شبکه ژنی