Research on Animal Production
پژوهشهاي توليدات دامي
rap
Agriculture
http://rap.sanru.ac.ir
1
admin
2251-8622
2676-461X
8
10.61186/rap
14
8888
13
fa
jalali
1399
7
1
gregorian
2020
10
1
11
29
online
1
fulltext
fa
پپیشبینی جزایر CpG و متیلاسیون DNA در ژنوم گاو با استفاده از فراتحلیل ریزآرایه DNA و پویش ژنومی
Predicting CpG Islands and DNA Methlation in the Cow Genome Using DNA Microarray Meta-Analysis and Genome Wide Scanning
ژنتیک و اصلاح نژاد دام
ژنتیک و اصلاح نژاد دام
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><span style="font-size:11px;"><strong> متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> نوعی تغییر فراژنتیکی است که به ­طور مستقیم بر روی </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> تاثیر میگذارد. در پستانداران متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> برای تکامل جنینی و تمایز سلول بنیادی ضروری است و این پدیده اساساً درون جزایر</strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"> CpG</span></span></strong><strong>اتفاق میافتد.</strong><strong> در این پژوهش برای بررسی نیمرخ متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> ژنوم گاو، از دو روش استفاده شد. در روش اول نیمرخ متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> ژنهای با بیان متفاوت حاصل از فراتحلیل دادههای ریزآرایه </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> بیماری ورم پستان گاو شیری به ­دست آمد. برای انجام فراتحلیل دادههای ریزآرایه </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> در این روش، از بسته </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">metaDE</span></span></strong><strong> در محیط </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">R</span></span></strong><strong> استفاده شد. سپس </strong><strong>جهت پیشبینی جزایر </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong> <strong>در ژنهای با بیان متفاوت از 5 الگوریتم </strong><strong>شامل </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">TJ, GF, CpG cluster, HMM ,GHMM</span></span></strong><strong> استفاده شد.</strong><strong> در روش دوم نیمرخ متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> با استفاده از پویش کل ژنوم گاو انجام گرفت. همچنین جهت پیشبینی جزایر </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong><strong> متیله شده در کل ژنوم، ابتدا توسط الگوریتم </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">HMM</span></span></strong><strong> جزایر </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong><strong> در ژنوم گاو و برای هر کروموزوم برآورد شدند و سپس همپوشانی </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong> <strong>با</strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">Hypo/Hyper-Methylation </span></span></strong><strong> توسط پایگاه برخط </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">Galaxy</span></span></strong><strong> محاسبه شد. نتایج روش اول نشان داد که از میان 32 ژن با بیان متفاوت، 14 ژن دارای جزایر </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong><strong> متیله شده بودند. این ژنها، شامل ژنهای</strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">LTF, APP, CCL5, CD40, CSNK1D, CX3CL1, DAPP1, NFKBIZ, S100A9, ISG15, MAP3K8, MX1, RDAD2, ZC3H12A</span></span></strong><strong> بودند. نتایج روش دوم تعداد 90668</strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">Hypo/Hyper-Methylation </span></span></strong><strong> را در ژنوم گاو برآورد نمود که تعداد 9942 (%10.96) جزیره </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong><strong> با</strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">Hypo/Hyper-Methylation </span></span></strong><strong> دارای همپوشانی بودند و به ­عنوان </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">CpG</span></span></strong><strong> متیله شده در نظر گرفته شدند. مقایسات ژنومی بین گونهای </strong><strong><span style="background:white;">متیلاسیون </span></strong><strong><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong> <strong>نشان داد که نیمرخ کلی متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> در اکثر گونههای مورد بررسی تقریبا مشابه هم بودند و به­ نظر میرسد که نیمرخ کلی متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> بین گونههای مختلف به ­صورت محافظت شده باشد</strong><strong>. حاصل این پژوهش نشان داد </strong><strong>کنکاش متیلاسیون </strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">DNA</span></span></strong><strong> در بیماریهایی که میزان وراثتپذیری پایینی دارند و بیشتر تحت تاثیر فرایندهای فراژنتیک هستند، ضروری به ­نظر میرسد.</strong></span></div>
<div style="text-align: justify;">DNA methylation is a type of epigenetic changes that directly affects DNA. In mammals, DNA methylation is essential for fetal development and stem cell differentiation and this phenomenon essentially occurs within the CpG islands. In this study, two methods were used to study the DNA methylation profile of cow genome. In the first method, the DNA methylation profile of the differentially expressed genes from meta-analysis of DNA microarray data on mastitis were obtained. In order to perform the meta-analysis in the first method, the metaDE package in R environment, was used. Then five algorithms including TJ, GF, CpG cluster, HMM and GHMM were used to predict CpG islands in different genes. In the second method, DNA methylation profiling was performed using whole cow genome scanning. Also, for prediction of methylated CpG islands in whole genome, HMM algorithm was first estimated in bovine genome for each chromosome and then CpG overlap with Hypo / Hyper-Methylation was calculated by Galaxy Online database. The results of the first method showed that among 32 differentially expressed genes, 14 genes involved methylated CpG islands. These genes included LTF, APP, CCL5, CD40, CSNK1D, CX3CL1, DAPP1, NFKBIZ, S100A9, ISG15, MAP3K8, MX1, RDAD2, ZC3H12A. Results of the second method identified a total 90668 Hypo / Hyper-Methylation in the bovine genome, among which 9942 (10.96%) CpG islands overlapped with Hypo / Hyper-Methylation and were considered as methylated CpG. Genomic comparisons were also made between species for DNA methylation. The results showed that the overall DNA methylation profile was almost similar for majority of studied species and it seems that the overall profile of DNA methylation is likely to be conserved between different species. The results of this study showed that DNA methylation seems necessary in diseases with low heritability and which are more influenced by epigenetic processes.<span dir="RTL"></span></div>
متیلاسیون DNA, جزایر CpG, فراژنتیک, گاو , فراتحلیل, الگوریتم
DNA methylation, CpG islands, Epigenetic, Cow, Meta-analysis, Algorithm
95
106
http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-910-3&slc_lang=fa&sid=1
Zahra
Biranvand
زهرا
بیرانوند
z.biranvand1983@gmail.com
100319475328460014317
100319475328460014317
No
University of Guilan, Rasht, Iran
دکتری ژنتیک و اصلاح دام ، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
Seyed Zia-ud-Din
Mir Hosseini
سید ضیاالدین
میر حسینی
szmirhoseini@gmail.com
100319475328460014318
100319475328460014318
No
University of Guilan, Rasht, Iran
گروه علوم دامی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
mostafa
ghaderi zefrehi
مصطفی
قادری زفره ایی
mosmos741@yahoo.com
100319475328460014319
100319475328460014319
Yes
Department of Animal Sciences, Yasouj University, Yasouj, Iran
گروه علوم دامی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
Seyed Hossein
Hosseini Moghaddam
سید حسین
حسینی مقدم
hosseinim2001@yahoo.com
100319475328460014320
100319475328460014320
No
University of Guilan, Rasht, Iran
گروه علوم دامی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
Arash
Fazeli
آرش
فاضلی
arashfazeli57@gmail.com
100319475328460014321
100319475328460014321
No
Department of Agriculture and Plant Breeding, Ilam University, Ilam, Iran
گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
Kianoosh
Zarrin Kaviani
کیانوش
زرین کاویانی
kianosh1051@gmail.com
100319475328460014322
100319475328460014322
No
Faculty member of Ilam University
دانشگاه ایلام