این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های تولیدات دامی، جلد ۱۵، شماره ۴۴، صفحات ۰-۰

عنوان فارسی شناسایی و دسته بندی برخی از ژن‌های مؤثر در مقاومت نسبی ژنتیکی گوسفند به آلودگی نماتد مبتنی بر داده‌های ریزآرایه
چکیده فارسی مقاله
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در سرتاسر جهان، آلودگی نماتدهای دستگاه گوارش، جمله جدیترین علل بیماری در نشخوارکنندگان اهلی محسوب می­شوند. در این راستا، تنوع فنوتیپی قابلتوجهی در داخل و بین نژادهای گوسفند نسبت به مقاومت به نماتدهای گوارشی گزارش شده است که بهنظر میرسد زمینه ژنتیکی دارد. لیست ژن‌های کاندیدای مؤثر و شبکه ژنی شناسایی شده در خصوص مقاومت انگلی در گوسفند نشان می‌دهد که ژن‌هایی دخیل در سیستم ایمنی همچون، ژن اینترفرون interferon γ (IFN-γ) می‌باشد. در مسیرهای بیوشیمیایی سیتوکنین سیستم ایمنی و ایجاد مقاومت به انگل و واکنش‌های ایمنی نقش دارد. همچنین، بعضی جهش‌های موجود روی این ژن تأثیر منفی روی عملکرد سلول‌های تخصصی سیستم ایمنی در مواجه با انگل‌های مهاجم دارد. فن‌آوری ریز آرایهDNA، یکی از پرکاربردترین روش‌های پربرونداد اطلاعات مربوط به بیان‌ژن در پروژه‌های عملکرد ژنوم است که امکان بررسی بیان همزمان هزاران ژن را فراهم می‌کند. فن‌آوری ریزآرایه، ریزآرایه ژنومیکس و ریزآرایه پروتئومیکس را شامل می‌شود. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی و دستهبندی برخی از ژن‌های مؤثر در مقاومت نسبی ژنتیکی گوسفند به آلودگی نماتد با استفاده از داده‌های ریزآرایه می‌باشد.
مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، جهت دستیابی به پایگاههای با دسترسی آزاد، بانک برخط GEO متعلق به NCBI بررسی گردید و داده‌های ریزآرایه مناسب با بهترین تکرار برای آلودگی به نماتدهای انگلی دانلود (پلتفورم GPL4077، GPL4076 و GPL4072 با مجموع 48 داده خام) و با استفاده از بسته‌های نرم‌افزاری مبتنی بر R مورد بررسی قرار گرفت و ژن‌های با بیان افتراقی معنیدار شناسایی شدند. این داده ­ها، به سه دستهی شاهد، قبل از عفونت و سلول­ های عفونی تقسیمبندی شدند. بهمنظور، بررسی کیفیت داده‌ها از سه نمودار مرجع Heatmap، تجزیه مولفههای واریانس (PCA) و نمودار آتشفشانی استفاده گردید. سپس، با بررسی این نمودار‌ها نمونه‌هایی که دارای کیفیت نامطلوب بودند از مراحل بعدی تجزیه و تحلیل حذف گردید. از پکیج نرمافزاری تحت مجموعه R/Bioconductor و وابستگی­ های نرمافزاری آن ها همچون (Biobase، GEOquery، limma، affy، Genfilter، Pheatmap، Plyr، Reshape2، (Ggplot2 برای مشخص شدن افزایش و یا کاهش معنیدار بیان ژنها و تفکیک آنها از ژنهای اولیه استفاده شد. دادههای خام در مقیاس لگاریتمی سنجیده شد و همچنین، از آماره P value تصحیح شده در جهت مقایسات بیان بین گروه‌های ژنی استفاده گردید.
یافته‌ها: نتایج مشاهده شده در خصوص کنترل کیفیت داده­ های خام و خروجی ­های مربوط به کنترل کیفیت داده ­های ادغام شده نشان داد که واریانس درونگروهی داده ­های خام بالا بوده فلذا، پیش تصحیح  و پردازش داده ­های خام در این خصوص قبل از تجزیه و تحلیل اصلی انجام شد. نتایج آنالیز همبستگی پس از پیش پردازش دادههای خام بیانگر ارتباط قوی ژن ­ها در گروه ­های آلوده (inf) و پیش­آوده ((pre-inf در مقایسه با نمونه­ی سالم که بهعنوان کنترل استفاده شد بود که اعتبارسنجی نتایج آتی را بطور قوی تایید کرد.  پس از انجام آنالیزهای بیوانفورماتیکی، ژنهای کاندیدای NACA، RPL4،NAGS ، CTCF، GBP1، BHLHE، YTHDF3، PDHA1، MXI1 دچار افزایش بیان معنیدار و ژنهای PDHA1 و MXI1 دچار کاهش بیان معنیدار شدند. با توجه به نتایج بهدست آمده در این مطالعه، این ژنها از دیدگاه آنتولوژی، در روند متابولیسم سلولی، عملکرد مولکولی، ایجاد ترکیبات ژنتیکی و زندگی سلولی نقش دارند. بنابراین، با مشاهده به سطح p-value <0.05 بهعنوان ژنهای معنادار گزارش شدند. ژن NAGS در واقع ژن ان اکریل گلوتامات سنتتاز میباشد که کوفاکتور اولین انزیم دخیل در سیکل دفع اوره در پستانداران میباشد نقش عملکردی این ژن در بسیاری از بیماریهای عصبی مشخص شده است. ژن CTCF تاثیر مثبت بر روی سلولهای سیستم ایمنی میگذارد و مخصوصاً در مقابله با ویروسها و عوامل مهاجم به بدن میزبان ایفای نقش میکند. ژن گوانیلات بایدنیگ پروتئینGBP1  در مقابله بدن با بسیاری از عوامل عفونی نقش دارد این ژن باعث پاسخهای اکسی داتیو و اتوفاژی سیستم ایمنی میزبان در برایر عوامل مهاجم میگردد. ژن متیل آدونوزین ار ان ای بابدینگ 3 کارایی بیشتری در ایمنی آنتی ویرال داشته و همچنین ارتباط نزدیکی با ژن گوانیلات بایدنیگ پروتئین که در مقابله بدن با بسیاری از عوامل عفونی نقش دارد این ژن باعث پاسخهای اکسی داتیو و اتوفاژی سیستم ایمنی میزبان در برابر عوامل مهاجم میگردد. ژن پیروات دهیدروژناز PDHA1 در متابولیسم سیستمهای ایمنی نقش دارد. این ژن در تنظیمات ناشی از فاکتورهای آلوستریک، ترمیم پیوندهای کووالانسی و تغییرات نسبتاً سریع در مقادیر پروتئین‌های بیان‌شده، یا با تغییر بیان ژن یا تخریب پروتئولیتیک نقش آفرینی میکند. ژن MXI1 برای کنترل ورود عوامل مهاجم به داخل بدن میزبان کمک میکند و باعث بهبود و التیام عفونتها میشود.علت توجیهی عدم تطبیق نتایج پژوهش حاضر با مطالعات پیشین را میتوان به عواملی همچون استفاده از نمونه ­ها (نژادهای متفاوت) و تکنیکهای آزمایشگاهی متفاوت، میزان آلودگی با انگل متفاوت، سن متفاوت ماده آزمایشی، نوع و تیپ متفاوت نماتد، تکنیک و ابزار متفاوت، تفاوتهای آب و هوایی منطقه آزمایش و موقعیت جغرافیایی و استفاده از تکنیکهای متفاوت ار ان سیک و میکرواری را دانست. با این وجود نتایج و خروجی­های این مطالعه در شرایط حاکم مربوطه میتواند کاربردی باشد.
نتیجه‌گیری: استفاده از اطلاعات و خروجی­ های تکنیک میکرواری و بررسی الگوی بیان افتراقی می­تواند برای اصلاح دام مولکولی گوسفند در جهت مقاومت به انگل­ های داخلی از طریق تلفیق اطلاعات فنوتیپی و ژنوتیپی در مدلهای حیوانی کمک شایان توجهی نماید.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آلودگی نماتد، ریز آرایه، گوسفند، مقاومت ژنتیکی

عنوان انگلیسی The Identification and Classification of Some Candidate Genes is Associated with Resistance to Infectious Nematodes in Sheep Using Microarray Data
چکیده انگلیسی مقاله
Extended Abstract
Introduction and Objective: To date, one of the main areas of research is the creation of breeds with inherent resistance to digestive nematodes in sheep. In this context, resistance to digestive nematodes has been found to exhibit significant phenotypic differences both within and between sheep breeds, suggesting a genetic basis for these differences. According to the list of effective candidate genes and the identified gene network for parasite resistance in sheep, there are genes involved in the immune system, such as the interferon-γ gene (IFN-γ). Cytokinin is involved in biochemical immune system signaling pathways, parasite resistance, and immunological responses. In addition, certain mutations in this gene impair the ability of specialized cells of the immune system to fight off parasite invasion. One of the most popular approaches to generating gene expression data for genome function studies is DNA microarray technology, which allows the simultaneous expression of thousands of genes. Proteomics and genomics are two application areas of microarray technology. This research aims to identify and categorize some of the genes involved in the relative genetic resistance of sheep to nematode infection using microarray data.
Material and Methods: In this context, the GEO-Bank, part of the NCBI, was searched for access to open-access databases and downloaded microarray data corresponding to the infection with parasitic nematodes with the best replication (e.g. data in two resistant and sensitive groups) and using R -based appropriate software packages (Biobase، GEOquery، limma، affy، Genfilter، Pheatmap، Plyr، Reshape2، Ggplot2) and identified the set of genes with differential expression. The raw data were measured in a logarithmic scale and also the P-value fit statistics were used for expression comparisons between gene groups.
Results: The main analysis was performed after precorrection and processing of the raw data because the data have high intragroup variance, as evidenced by the observed quality control results of the raw data and the quality control-related results of the integrated data. After pre-processing the raw data, correlation analysis revealed a strong relationship between genes in the pre-Inf group (Pre-Inf) and the infected group (Inf) compared to the control group. Three heatmap reference charts, a PCA chart, and a volcano plot were used to verify data quality, and by verifying these charts, samples of unfavorable quality were removed from the next stages of analysis. Finally, the results of this finding, after performing a bioinformatic analysis, showed a significantly different expression (NACA, RPL4, NAGS, CTCF, GBP1, BHLHE, YTHDF3, PDHA1, MXI1) and increased expression patterns and genes (PDHA1, MXI1). a diminished expression pattern. According to the results of this study, these genes play a role in the process of cellular metabolism, molecular function, the formation of genetic connections, and cell life. Therefore, they were significant (p-value < 0.05) according to the magnitude of the change. The NAGS gene is the N-acryl glutamate synthetase gene, which is the cofactor of the first enzyme involved in the urea cycle in mammals. The functional role of this gene has been identified in many neurological diseases. The CTCF gene has a positive effect on the cells of the immune system and plays a special role in defending against viruses and pathogens that invade the host body. The guanylate Bidenig protein GBP1 gene plays a role in the body's defense against many infectious pathogens. This gene causes oxidative reactions and autophagy of the host immune system becomes a barrier to invading pathogens. The methyl adenosine RNA Babding 3 gene is more effective in antiviral immunity and is also closely linked to the guanylate Bidnig protein gene, which plays a role in the body's resistance to many infectious agents. This gene causes oxidative responses and autophagy of the host immune system against invading pathogens. The PDHA1 pyruvate dehydrogenase gene is involved in immune system metabolism. This gene plays a role in allosteric factor-induced regulation, repair of covalent bonds, and relatively rapid changes in the level of expressed proteins, either through altered gene expression or proteolytic degradation. The MXI1 gene helps control the entry of invading pathogens into the host's body and promotes recovery and healing from infections. Several reasons can be given for the results, including the use of different sample breeds and laboratory techniques, the level of parasite contamination, the age of the test material, the variety of nematodes used, techniques and tools of the current study not being consistent with those of previous studies. On the other hand, he was aware of the climatic differences between the test region and its physical location as well as the use of different RNA and microarray methods. However, the results of the study may be helpful under the circumstances.
Conclusion: On this basis, the results of microarrays and differential expression patterns can be of great help to molecularly modify livestock to resist internal parasites. Using more advanced tools like next-gen sequencing will provide more accurate and relevant information.

 
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Keywords, microarray, resistance nematode infection, sheep

نویسندگان مقاله پریسا جبیبی | Parisa Habibi
M.sc in Genetics and Breeding, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

سئودا حسین زاه | Sevda Hosseinzadeh
Genetics and Breeding, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

آرش جوانمرد | Arash Javanmard
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz University
گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

عباس رافت | Abas Rafat
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz University
دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

کریم حسن پور | karim Hasanpur
Animal Genetics and Breeding, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Tabriz University
گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز


نشانی اینترنتی http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1793-1&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده ژنتیک و اصلاح نژاد دام
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات