گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
چکیده: (808 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: یکی از بیماری های 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 تخم گذار برجای می گذارد. این بیماری بر اثر عفونت با سویه های بدخیم ویروس پارامیکسوویروس نیوکاسل ایجاد می شود 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 پرنده های زینتی مانند طوطی سانان را دارد. خوشبختانه، این بیماری دارای واکسن است و اگر در زمان مقرر واکسن های لازم به گله تزریق شوند مانع از سرایت آن به گله خواهند شد. سویه ویروس JS5-05 یکی از ویروس های مرجع ایجادکننده نیوکاسل است که سایر سویه های ویروس از نظر شدت بیماری زایی و خصوصیات دیگر با این سویه مقایسه می شوند. گزارشات قبلی نشان میدهند که پاسخهای ایمنی به بیماری نیوکاسل منشاء ژنتیکی دارند. بنا بر این، 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 روش ها: داده های بیان ژن مربوط به سلول های طحال جوجه های گوشتی آلوده شده با ویروس JS5-05 (تیمار بیمار، 3 نمونه) و همچنین جوجه های گوشتی سالم (تیمار کنترل، سه نمونه) از سایت NCBI و پایگاه GEO Expression Omnibus با شماره دسترسی GSE40100 استخراج شدند. کنترل کیفیت و نرمال سازی داده ها و همچنین تشخیص ژن های با بیان متفاوت بین دو تیمار کنترل و بیمار در سطح احتمال < 0.05 p-value و آمارهLogFC (-2 < LogFC > +2) با استفاده از نرم افزار برخط GEO2R انجام شد. برای به دست آوردن شبکه ژنی از منبع STRING استفاده شد. الگوریتمNetwork Analyzer که یک برنامه بارگذاری شده در نرم افزار Cytoscape است، برای آنالیز شبکه به کار برده شد. برای شناسایی ژن های کلیدی در شبکه، از سه پارامتر 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) بهصورت یک شبکه رسم گردید. در نهایت، جهت بررسی ارتباط ژنهای مرکزی شناساییشده در شبکه تعاملی با بیماری نیوکاسل و بررسی مسیرهای سیگنال دهی آنها، از نرم افزار برخط DAVID استفاده شد.
یافته ها: در مجموع، از 33815 ژن مطالعه شده، 4720 ژن بیان متفاوتی داشتند که از این تعداد، تفاوت بیان 414 ژن معنی دار 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 ژن ها بود. 10 ژن با اهمیت بیشتر شامل IFIH1، MX1، RSAD2، IFIT5،.EIF2AK2 ، OASL، USP41، DHX58، CMPK2 و IFI6 هسته مرکزی شبکه را تشکیل می دادند که فرایندهای بیولوژیکی مختلفی شامل توقف رونویسی از ژنوم ویروس، تحریک تولید اینتفرون ها و ماکروفاژها و تحریک فعالیت برخی آنزیم ها را در هنگام بروز عفونت نیوکاسل منجر می شدند. مهمترین ژن در شبکه مرکزی، ژن IFIH1 بود. این ژن پروتئینی درون سلولی به نام MAD5 را کد می کند که یک حسگر درون سلولی برای RNA ویروسی است و از طریق تحریک تولید اینترفرون ها پاسخ ایمنی ذاتی را تحریک می نماید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل مسیرهای سیگنال دهی نشان دادند که ژن های مشخص شده در این تحقیق نه تنها با عفونت ناشی از ویروس نیوکاسل درگیر بودند بلکه این ژن ها در مسیرهای دیگری نیز فعال بودند. عفونت ناشی از ویروس آنفلوانزا A و ویروس هِرپس و درضمن مسیرهای فعال در سیستم ایمنی از جمله این مسیرها بودند.
نتیجهگیری: تمامی ژن های 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 رو، تغییر در میزان بیان آنها در زمان آلودگی با ویروس قابل انتظار بود. از آن جا که برای این ژن ها ژنوتیپ های مختلفی وجود دارند، پیشنهاد می شود که میزان مقاومت به بیماری نیوکاسل در گروه های مختلف ژنوتیپی برای هر ژن بررسی شود و پرندگانی که برای ژن های حاضر در شبکه مرکزی دارای ژنوتیپ برتر باشند را جهت افزایش مقاومت ژنتیکی به نیوکاسل انتخاب نمود.
مقدمه و هدف: یکی از بیماری های 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 تخم گذار برجای می گذارد. این بیماری بر اثر عفونت با سویه های بدخیم ویروس پارامیکسوویروس نیوکاسل ایجاد می شود 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 پرنده های زینتی مانند طوطی سانان را دارد. خوشبختانه، این بیماری دارای واکسن است و اگر در زمان مقرر واکسن های لازم به گله تزریق شوند مانع از سرایت آن به گله خواهند شد. سویه ویروس JS5-05 یکی از ویروس های مرجع ایجادکننده نیوکاسل است که سایر سویه های ویروس از نظر شدت بیماری زایی و خصوصیات دیگر با این سویه مقایسه می شوند. گزارشات قبلی نشان میدهند که پاسخهای ایمنی به بیماری نیوکاسل منشاء ژنتیکی دارند. بنا بر این، 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 روش ها: داده های بیان ژن مربوط به سلول های طحال جوجه های گوشتی آلوده شده با ویروس JS5-05 (تیمار بیمار، 3 نمونه) و همچنین جوجه های گوشتی سالم (تیمار کنترل، سه نمونه) از سایت NCBI و پایگاه GEO Expression Omnibus با شماره دسترسی GSE40100 استخراج شدند. کنترل کیفیت و نرمال سازی داده ها و همچنین تشخیص ژن های با بیان متفاوت بین دو تیمار کنترل و بیمار در سطح احتمال < 0.05 p-value و آمارهLogFC (-2 < LogFC > +2) با استفاده از نرم افزار برخط GEO2R انجام شد. برای به دست آوردن شبکه ژنی از منبع STRING استفاده شد. الگوریتمNetwork Analyzer که یک برنامه بارگذاری شده در نرم افزار Cytoscape است، برای آنالیز شبکه به کار برده شد. برای شناسایی ژن های کلیدی در شبکه، از سه پارامتر 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) بهصورت یک شبکه رسم گردید. در نهایت، جهت بررسی ارتباط ژنهای مرکزی شناساییشده در شبکه تعاملی با بیماری نیوکاسل و بررسی مسیرهای سیگنال دهی آنها، از نرم افزار برخط DAVID استفاده شد.
یافته ها: در مجموع، از 33815 ژن مطالعه شده، 4720 ژن بیان متفاوتی داشتند که از این تعداد، تفاوت بیان 414 ژن معنی دار 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 ژن ها بود. 10 ژن با اهمیت بیشتر شامل IFIH1، MX1، RSAD2، IFIT5،.EIF2AK2 ، OASL، USP41، DHX58، CMPK2 و IFI6 هسته مرکزی شبکه را تشکیل می دادند که فرایندهای بیولوژیکی مختلفی شامل توقف رونویسی از ژنوم ویروس، تحریک تولید اینتفرون ها و ماکروفاژها و تحریک فعالیت برخی آنزیم ها را در هنگام بروز عفونت نیوکاسل منجر می شدند. مهمترین ژن در شبکه مرکزی، ژن IFIH1 بود. این ژن پروتئینی درون سلولی به نام MAD5 را کد می کند که یک حسگر درون سلولی برای RNA ویروسی است و از طریق تحریک تولید اینترفرون ها پاسخ ایمنی ذاتی را تحریک می نماید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل مسیرهای سیگنال دهی نشان دادند که ژن های مشخص شده در این تحقیق نه تنها با عفونت ناشی از ویروس نیوکاسل درگیر بودند بلکه این ژن ها در مسیرهای دیگری نیز فعال بودند. عفونت ناشی از ویروس آنفلوانزا A و ویروس هِرپس و درضمن مسیرهای فعال در سیستم ایمنی از جمله این مسیرها بودند.
نتیجهگیری: تمامی ژن های 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 رو، تغییر در میزان بیان آنها در زمان آلودگی با ویروس قابل انتظار بود. از آن جا که برای این ژن ها ژنوتیپ های مختلفی وجود دارند، پیشنهاد می شود که میزان مقاومت به بیماری نیوکاسل در گروه های مختلف ژنوتیپی برای هر ژن بررسی شود و پرندگانی که برای ژن های 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. |
