Research on Animal Production

fa بررسی عملکرد پروتئین‌های پیش بینی شده از داده‌های RNA-Seq در گاوهای نژاد هلشتاین و کلیستانی Investigating the Function of Predicted Proteins from RNA-Seq Data in Holstein and Cholistani Cattle Breeds ژنتیک و اصلاح نژاد دام ژنتیک و اصلاح نژاد دام پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">     پژوهش حاضر به منظور تعیین نیم‌رخ بیانی عددی ژن‌های متفاوت بیان شده در نژادهای هلشتاین و کلیستانی و همچنین بررسی عملکرد پروتئین‌های پیش بینی شده از ژن‌های متفاوت بیان شده بین دو نژاد مذکور با استفاده از داده‌های RNA-Seq انجام شد.  در این مطالعه توالی کل mRNA خون گاو ماده هلشتاین آمریکا و گاو ماده کلیستانی پاکستان از طریق هم ردیفی و مکانیابی خوانش های RNA-Seq روی ژنوم مرجع گاو بدست آمد و سپس تعیین نیم‌رخ بیانی عددی ژن‌های متفاوت بیان شده انجام شد. تعداد 24616 ژن و 26716 ایزوفرم روی ترانسکریپتوم این دو نژاد شناسایی شدند که از این میان تعداد 41 ژن شناسایی شدند که تفاوت بیانی بسیار بالا و معنی‌داری را نشان دادند (000015p<). ً حدود یک سوم ژن&lrm;هایی که عملکردشان بین دو نژاد متغیر بود، کدکننده آنزیم&lrm;های هیدرولاز و پنج مورد از پروتئین&lrm;های پیش بینی شده از جمله پروتئین&lrm;های عامل رونویسی FosB/JunD، انکوژن FOS ، ساختار elonginb، زیرواحد عامل رونویسی AP-1، کمپلکس روی zif268 و عامل تنظیمی-رونویسی U2AF هستند که در تنظیم رونویسی و بیان ژن&lrm;ها و ویرایش RNA نقش دارند. بررسی میان&rlm;کنش شبکه ای بین پروتئین‌های پیش بینی شده از ژن‌های متفاوت بیان شده نشان داد که پروتئین&rlm; های پیش بینی شده در مسیرهای مختلفی مانند مسیر پیام&rlm;دهی TNF، عفونت سالمونلایی، مسیر پیام&rlm;دهی&rlm; MAPK و آرتریت روماتوئید دخالت دارند. همچنین بررسی ها نشان داد نژاد هلشتاین و کلیستانی به علت قرار گرفتن در شرایط محیطی متفاوت و فاصله تکاملی، توانسته &rlm;اند با شرایط پیرامونی به خوبی سازگار شوند و این روند در سطح مولکولی از میزان بیان ژن&rlm;های اختصاصی  شناسایی شده در این پژوهش کاملاً قابل  فهم است. از دلایل تأییدکننده این پیشنهاد می&rlm;توان به نقش بیشتر سامانه&rlm;ی ایمنی در نژاد کلیستانی اشاره نمود که بهعلت قرار گرفتن در محیطی با آلودگی بالاتر در مقایسه با نژاد هلشتاین، میزان بیان پروتئین &rlm;های دارای خاصیت باکتریوسایدی (<a href="https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi#alnHdr_148745300" title="Go to alignment for Cathelicidin 1 [Bos taurus] >tpg|DAA33776.1| TPA: Cathelicidin 1-like [Bos taurus]">Cathelicidin 1</a>) در آن بالا رفته و در نتیجه فعالیت سامانه&lrm;ی ایمنی در آن افزایش یافته است. همچنین در این پژوهش مشخص شد که ژن IL1B بیشترین درجه تعامل ژن-دارو را با داروی Canakinumab دارد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که در مقایسه‌های بین نژادی، نگاه دقیق به فعالیت پروتئین‌هایی که توسط ژن‌های متفاوت بیان می‌شوند می‌توانند تفاوت نژادی در سطح ملکولی را بهتر توضیح دهند. </div> <div style="text-align: justify;">This study was performed to determine the digital expression profile of different genes expressed in Holstein and Cholistani breeds as well as to evaluate the performance of predicted proteins derived from differentially expressed genes between these two breeds using RNA-Seq data. For this purpose, the whole mRNA sequence for a blood sample of American Holstein and Pakistani Cholistani cattle populations was obtained and by sequencing and locating RNA-Seq reads on the bovine reference genome and determining the digital expression profile, the differentially expressed genes were obtained. The results of this study showed that there were 24616 genes and 26716 isoforms on the transcriptome of these two breeds, out of which, 41 genes were identified with substantial and significant differential expression (P <0.000015). It was also found that approximately one-third of genes whose functions is altered accros two breeds, encode hydrolase enzymes, five of the predicted proteins, FOS Fos proto-oncogene proteins, AP-1 transcription factor subunit, the vhl-elonginc-elonginb structure, transcription factor FosB/ JunD bZIP domain, T yeast U2AF complex pseudomonas aeruginosa transcriptional regulator PA2196 and zif268 zinc finger-dna complex that are involved in transcriptional regulation and RNA editing. Investigation of network interactions between predicted proteins from differentially expressed genes showed that predicted proteins are involved in different pathways such as TNF signaling pathway, Salmonella infection, MAPK signaling pathway and rheumatoid arthritis. Overall, these two breeds were found to be well-adapted to environmental conditions due to different environmental conditions and evolutionary distance and this coordination at the molecular level of the expression of specific genes was found in this study. One of the reasons supporting this is the greater role of the immune system in the Cholistani breed due to its higher exposition to contamination than the Holstein breed that led the expression of bactericidal proteins (Cathelicidin 1) was up regulaged, as a result, the activity of the immune system might be improved. The study also found that the IL1B gene had the highest degree of gene-drug interaction with Canakinumab drug.The results of this study indicate that in breed comparisons, a close look at the activity of proteins produced by different genes could better explain breed differences at the molecular level.</div> گاو هلشتاین, RNA-Seq, ایزوفرم, شبکه برهم کنش پروتئینی Holstein cattle, RNA-Seq, Isoform, Protein interaction network 121 135 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1469-1&slc_lang=fa&sid=1 Mostafa Ghaderi-Zafrehei مصطفی قادری زفره ایی Mosmos741@yahoo.com 100319475328460013376 100319475328460013376 Yes Department of Animal Science, Yasouj University, Yasouj, Iran گروه علوم دامی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران azadeh torabi آزاده ترابی azadehtorabi@gmail.com 100319475328460013377 100319475328460013377 No Department of Agriculture, Payame Noor University, Tehran, Iran گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران Mohammad Esmaeilpour محمد اسماعیل پور esmaeilpour@gmail.com 100319475328460013378 100319475328460013378 No Ahar Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tabriz, Ahar, Iran دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، دانشگاه تبریز، اهر، ایران Mina Salimpour مینا سلیم پور mina@yahoo.com 100319475328460013379 100319475328460013379 No Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Guilan, Rasht, IRAN ژنتیک و اصلاح نژاد دام، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Mohammad Hossein Bonabazi محمدحسین بناءبازی hossein.banabazi@gmail.com 100319475328460013380 100319475328460013380 No Department of Biotechnology, Animal Science Research Institute of IRAN (ASRI), Agricultural Research, Education & Extension Organization (AREEO), Karaj, IRAN بخش پژوهش‌های بیوتکنولوژی، موسسه تحقیقات علوم دامی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران