دانشگاه بوعلی سینا
چکیده: (25 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه: یکی از بیماریهای مهم و قابل توجه در گله مرغ و خروس و یا ماکیان که تلفات بسیاری از آنها را در پی خواهد داشت، بیماری نیوکاسل است. بیماری بسیار خطرناک است و در صورت شیوع تا 90% تلفات در گله های تجاری مرغان گوشتی و تخمگذار ایجاد برجای میگذارد. این بیماری در اثر عفونت با سویههای بدخیم ویروس پارامیکسوویروس نیوکاسل ایجاد میشود و علاوه بر اینکه می تواند گله مرغ و خروس ها را درگیر کند، توانایی سرایت به سایر ماکیان مانند بوقلمون، اردک و غاز، بلدرچین، قرقاول، کبوتر و حتی پرندههای زینتی مانند طوطی سانان را دارد. خوشبختانه این بیماری دارای واکسن است و اگر در زمان مقرر واکسنهای لازم به گله تزریق شوند مانع از سرایت آن به گله خواهد شد. سویه ویروس JS5-05 یکی از ویروس های مرجع ایجاد کننده نیوکاسل می باشد که سایر سویه های ویروس از نظر شدت بیماری زایی و خصوصیات دیگر با این سویه مقایسه میشوند. گزارشات قبلی نشان میدهند که پاسخ های ایمنی به بیماری نیوکاسل منشاء ژنتیکی دارند. بنابراین قابل انتظار است که در زمان شیوع این بیماری بیان برخی ژنها افزایش و بیان برخی دیگر کاهش یابد. این ژنها احتمالاً شبکهای را تشکیل میدهند که در آن شبکه در تعامل با یکدیگر خواهند بود. در مطالعه حاضر شبکه ژنی و تعامل پروتئین- پروتئین در بیماری نیوکاسل ناشی از ویروس JS5-05 بررسی گردید.
مواد و روشها: دادههای بیان ژن مربوط به سلولهای طحال جوجههای گوشتی آلوده شده با ویروس JS5-05 (تیمار بیمار، 3 نمونه) و همچنین جوجههای گوشتی سالم (تیمار کنترل، 3 نمونه) از سایت NCBI و پایگاه GEO Expression Omnibus با شماره دسترسی GSE40100 استخراج شدکنترل کیفیت و نرمالسازی دادهها و همچنین تشخیص ژنهای با بیان متفاوت بین دو تیمار کنترل و بیمار در سطح احتمال < 0.05 p-value و آماره LogFC (-2< LogFC> +2) با استفاده از نرم افزار برخط GEO2R انجام شد. برای بدست آوردن شبکه ژنی از منبع STRING استفاده شد. الگوریتم Network Analyzer که یک برنامه بارگذاری شده در نرم افزار Cytoscape میباشد، برای آنالیز شبکه به کار برده شد. برای شناسایی ژنهای کلیدی در شبکه، از سه پارامتر استفاده شد: درجه مرکزیت، مرکزیت بینابینی، و مرکزیت نزدیکی استفاده شد. این معیارهای توپولوژی شبکه با استفاده از افزونه CytoNCA محاسبه شدند و سپس با استفاده از افزونه Cytohubba، ده ژن کلیدی در شبکه (ژنهای هاب) به صورت یک شبکه رسم گردید. در نهایت جهت بررسی ارتباط ژنهای مرکزی شناسایی شده در شبکه تعاملی با بیماری نیوکاسل و بررسی مسیرهای سیگنالدهی آنها، از نرمافزار برخط DAVID استفاده شد.
یافتهها: درمجموع از 33815 ژن مطالعه شده، 4720 ژن بیان متفاوتی داشتند که از این تعداد، تفاوت بیان 414 ژن معنیدار بود (p<0.05 و-2< LogFC> +2 ). این ژنها در یک شبکه تعاملی قرار داشتند که در آن هر ژن در تعامل با سایر ژنها بود. 10 ژن با اهمیت بیشتر شامل IFIH1، MX1، RSAD2، IFIT5،.EIF2AK2 ، OASL، USP41، DHX58، CMPK2 و IFI6 هسته مرکزی شبکه را تشکیل میدادند که فرایندهای بیولوژیکی مختلفی شامل توقف رونویسی از ژنوم ویروس، تحریک تولید اینتفرونها و ماکروفاژها و تحریک فعالیت برخی آنزیمها را در هنگام بروز عفونت نیوکاسل منجر میشدند. مهمترین ژن در شبکه مرکزی، ژن IFIH1 بود. این ژن پروتئینی دورن سلولی به نام MAD5 را کد میکند که یک حسگر درون سلولی برای RNA ویروسی است و از طریق تحریک تولید اینترفرونها پاسخ ایمنی ذاتی را تحریک مینماید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل مسیرهای سیگنالدهی نشان داد که ژنهای مشخص شده در این تحقیق نه تنها با عفونت ناشی از ویروس نیوکاسل درگیر هستند بلکه این ژنها در مسیرهای دیگری نیز فعال بود. عفونت ناشی از ویروس آنفلوانزا A و ویروس هِرپس و درضمن مسیرهای فعال در سیستم ایمنی از جمله این مسیرها بودند.
نتیجه‌گیری: تمامی ژنهای موجود در هسته مرکزی شبکه ژنی دخیل در پاسخ به ویروس نیوکاسل با فرایندهای ایمنی و پاسخهای دفاعی به عفونت نیوکاسل در ارتباط بودند و از این روی تغییر در میزان بیان آنها در زمان آلودگی با ویروس قابل انتظار بود. از آنجا که برای این ژنها ژنوتیپهای محتلفی وجود دارد پیشنهاد میشود میزان مقاومت به بیماری نیوکاسل در گروههای مختلف ژنوتیپی برای هر ژن بررسی شده و پرندگانی که برای ژنهای حاضر در شبکه مرکزی دارای ژنوتیپ برتر باشند را جهت افزایش مقاومت ژنتیکی به نیوکاسل انتخاب نمود.
مقدمه: یکی از بیماریهای مهم و قابل توجه در گله مرغ و خروس و یا ماکیان که تلفات بسیاری از آنها را در پی خواهد داشت، بیماری نیوکاسل است. بیماری بسیار خطرناک است و در صورت شیوع تا 90% تلفات در گله های تجاری مرغان گوشتی و تخمگذار ایجاد برجای میگذارد. این بیماری در اثر عفونت با سویههای بدخیم ویروس پارامیکسوویروس نیوکاسل ایجاد میشود و علاوه بر اینکه می تواند گله مرغ و خروس ها را درگیر کند، توانایی سرایت به سایر ماکیان مانند بوقلمون، اردک و غاز، بلدرچین، قرقاول، کبوتر و حتی پرندههای زینتی مانند طوطی سانان را دارد. خوشبختانه این بیماری دارای واکسن است و اگر در زمان مقرر واکسنهای لازم به گله تزریق شوند مانع از سرایت آن به گله خواهد شد. سویه ویروس JS5-05 یکی از ویروس های مرجع ایجاد کننده نیوکاسل می باشد که سایر سویه های ویروس از نظر شدت بیماری زایی و خصوصیات دیگر با این سویه مقایسه میشوند. گزارشات قبلی نشان میدهند که پاسخ های ایمنی به بیماری نیوکاسل منشاء ژنتیکی دارند. بنابراین قابل انتظار است که در زمان شیوع این بیماری بیان برخی ژنها افزایش و بیان برخی دیگر کاهش یابد. این ژنها احتمالاً شبکهای را تشکیل میدهند که در آن شبکه در تعامل با یکدیگر خواهند بود. در مطالعه حاضر شبکه ژنی و تعامل پروتئین- پروتئین در بیماری نیوکاسل ناشی از ویروس JS5-05 بررسی گردید.
مواد و روشها: دادههای بیان ژن مربوط به سلولهای طحال جوجههای گوشتی آلوده شده با ویروس JS5-05 (تیمار بیمار، 3 نمونه) و همچنین جوجههای گوشتی سالم (تیمار کنترل، 3 نمونه) از سایت NCBI و پایگاه GEO Expression Omnibus با شماره دسترسی GSE40100 استخراج شدکنترل کیفیت و نرمالسازی دادهها و همچنین تشخیص ژنهای با بیان متفاوت بین دو تیمار کنترل و بیمار در سطح احتمال < 0.05 p-value و آماره LogFC (-2< LogFC> +2) با استفاده از نرم افزار برخط GEO2R انجام شد. برای بدست آوردن شبکه ژنی از منبع STRING استفاده شد. الگوریتم Network Analyzer که یک برنامه بارگذاری شده در نرم افزار Cytoscape میباشد، برای آنالیز شبکه به کار برده شد. برای شناسایی ژنهای کلیدی در شبکه، از سه پارامتر استفاده شد: درجه مرکزیت، مرکزیت بینابینی، و مرکزیت نزدیکی استفاده شد. این معیارهای توپولوژی شبکه با استفاده از افزونه CytoNCA محاسبه شدند و سپس با استفاده از افزونه Cytohubba، ده ژن کلیدی در شبکه (ژنهای هاب) به صورت یک شبکه رسم گردید. در نهایت جهت بررسی ارتباط ژنهای مرکزی شناسایی شده در شبکه تعاملی با بیماری نیوکاسل و بررسی مسیرهای سیگنالدهی آنها، از نرمافزار برخط DAVID استفاده شد.
یافتهها: درمجموع از 33815 ژن مطالعه شده، 4720 ژن بیان متفاوتی داشتند که از این تعداد، تفاوت بیان 414 ژن معنیدار بود (p<0.05 و-2< LogFC> +2 ). این ژنها در یک شبکه تعاملی قرار داشتند که در آن هر ژن در تعامل با سایر ژنها بود. 10 ژن با اهمیت بیشتر شامل IFIH1، MX1، RSAD2، IFIT5،.EIF2AK2 ، OASL، USP41، DHX58، CMPK2 و IFI6 هسته مرکزی شبکه را تشکیل میدادند که فرایندهای بیولوژیکی مختلفی شامل توقف رونویسی از ژنوم ویروس، تحریک تولید اینتفرونها و ماکروفاژها و تحریک فعالیت برخی آنزیمها را در هنگام بروز عفونت نیوکاسل منجر میشدند. مهمترین ژن در شبکه مرکزی، ژن IFIH1 بود. این ژن پروتئینی دورن سلولی به نام MAD5 را کد میکند که یک حسگر درون سلولی برای RNA ویروسی است و از طریق تحریک تولید اینترفرونها پاسخ ایمنی ذاتی را تحریک مینماید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل مسیرهای سیگنالدهی نشان داد که ژنهای مشخص شده در این تحقیق نه تنها با عفونت ناشی از ویروس نیوکاسل درگیر هستند بلکه این ژنها در مسیرهای دیگری نیز فعال بود. عفونت ناشی از ویروس آنفلوانزا A و ویروس هِرپس و درضمن مسیرهای فعال در سیستم ایمنی از جمله این مسیرها بودند.
نتیجه‌گیری: تمامی ژنهای موجود در هسته مرکزی شبکه ژنی دخیل در پاسخ به ویروس نیوکاسل با فرایندهای ایمنی و پاسخهای دفاعی به عفونت نیوکاسل در ارتباط بودند و از این روی تغییر در میزان بیان آنها در زمان آلودگی با ویروس قابل انتظار بود. از آنجا که برای این ژنها ژنوتیپهای محتلفی وجود دارد پیشنهاد میشود میزان مقاومت به بیماری نیوکاسل در گروههای مختلف ژنوتیپی برای هر ژن بررسی شده و پرندگانی که برای ژنهای حاضر در شبکه مرکزی دارای ژنوتیپ برتر باشند را جهت افزایش مقاومت ژنتیکی به نیوکاسل انتخاب نمود.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
