کشف و فراخوانی چندشکلی های تک نوکلئوتیدی بر روی توالی ژن های متفاوت بیان شده بین دو جمعیت گاو هلشتاین (بوس تاروس) و کلیستانی (بوس ایندیکوس)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای گروه علوم دامی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان.

2 استادیار ، موسسه تحقیقات علوم دامی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

در مطالعه‌ی حاضر چندشکلی‌های تک نوکلئوتیدی بر روی توالی ژن های متفاوت بیان شده بین دو جمعیت گاو هلشتاین و کلیستانی بررسی شد. برای این منظور ترانسکریپتوم (توالی کل mRNA) از پایگاه SRA استخراج و سپس از طریق همردیفی و مکان یابی خوانش های RNA-seq بروی ژنوم مرجع گاو ،آنالیز بیان ژن افتراقی میان دو جمعیت انجام شد. در نهایت از میان 24616 ژن و 26716 ایزوفرم شناخته شده در گونه گاو، 41 ژن بین دو جمعیت مورد مطالعه بطور معنی داری متفاوت بیان داشتند (000015/0 (p < . آنالیز ماهیت شناسی ژن و مسیرهای بیولوژیکی نشان داد این ژن‌ها در 20 مسیر درگیر می باشند. اکثر این ژنها در مسیرهای پاسخ ایمنی، زنجیره انتقال الکترون، تحمل تنش حرارتی و مقاومت به بیماری درگیر هستند. کشف و فراخوانی چندشکلی-های تک نوکلئوتیدی بر روی توالی کل ترانسکریپتوم این دو جمعیت به فهرستی شامل به‌ترتیب 53478 و 145443 مورد SNP بر روی ترانسکریپتوم آنها انجامید. از این میان، تعداد 24 موردSNP در هلشتاین و 154 مورد درکلیستانی بر روی توالی 23 ژن از مجموع 41 ژن متفاوت بیان شده قرار داشتند . 157 مورد SNP جدید و 21 مورد دارای شماره rs در پایگاه های اطلاعاتی بودند . احتمالا تفاوت بیان ژنهای حامل SNP را می توان به SNP های واقع بر توالی آنها نسبت داد. تعیین ماهیت این SNPها و مشخص نمودن عامل یا غیرعامل بودن آنها، مطالعه بیان اختصاصی آللی و محاسبه پوشش ترانسکریپتومی هر یک از آنها به روشنتر شدن صحت و ساز و کار این موضوع کمک خواهد نمود.

کلیدواژه‌ها


بنابازی، م. 1395. تدوین استراتژی­های محاسباتی به منظور تلفیق داده­های ترانسکریپتومی (RNA-Seq) در پیش­بینی­های مبتنی بر ژنوم گاو شیری. رساله دکتری. دانشگاه تهران.ایران
بنابازی، م.، م. ناصر خلیل و س. ر. میرایی آشتیانی. 1392 . شبکه تنظیم بیان ژن­های چرخه سلولی ساکارومیسس سرویسیه به روش همبستگی وزن. سومین همایش ملی بیوتکنولوژی کشاورزی ایران. دانشگاه فردوسی مشهد.
بنابازی، م.، م. ناصرخیل و س. ر. میرایی آشتیانی. 1391 . الگوریتم شناسایی ژن­های متفاوت بیان شده در داده های حاصل از ریزآرایه مخمر ساکارومیسس سرویسیه با استفاده ازبسته های نرم افزارR . سومین همایش ملی بیوتکنولوژی کشاورزی ایران. دانشگاه فردوسی مشهد.
سلیم پور، م. 1395. بررسی بیان افتراقی ژن بین دو جمعیت گاو هلشتاین و کلیستانی (یک نژاد پاکستانی) با استفاده از توالی یابی RNA (RNA-seq).پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران.ایران
Aeschlimann D., MK. Koeller, BL. Allen-Hoffman and DF. Mosher.1998. Isolation of a cDNA encoding a novel member of the transglutaminase gene family from human keratinocytes. Detection and identification of transglutaminase gene products based on reverse transcription-polymerase chain reaction with degenerate primers. J Biol Chem. 273 (6): 3452–60. 
Bae, J. S., Cheong, H. S., Kim, L. H., NamGung, S., Park, T. J., Chun, J. Y & Shin, H. D. (2010). Identification of copy number variations and common deletion polymorphisms in cattle. BMC genomics, 11(1), 1.
Ghaderi Zefrei M., S.R Miraei Ashtiani, M.H. Banabazi, A., Nejati Javaremi, I.G. Imumorin.(2016).Single nucleotide polymorphisms (SNP) on transcriptome of Holstein cows shared with Illumina bovine SNP arrays. Online Journal of Veterinary Research (OJVR).20(3):177-182.
Canovas, A., G. Rincon, A. Islas-Trejo, S. Wickramasinghe, and J. Medrano. 2010. SNP discovery in the bovine milk transcriptome using RNA-Seq technology. Mammailian Genome 21(11-12):592 - 598.
Djari, A., D. Esquerre, B. Weiss, F. Martins, C. Meersseman, M. Boussaha, C. Klopp, and D. Rocha. 2013. Gene-based single nucleotide polymorphism discovery in bovine muscle using next-generation transcriptomic sequencing. BMC Genomics 14(1):307.
Dorak, M. T. (Ed.). (2007). Real-time PCR. Taylor & Francis. Utech, K. B. W., Wharton, R. H., & Kerr, J. D. (1978). Resistance to Boophilus microplus (Canestrini) in different breeds of cattle. Crop and Pasture Science, 29(4), 885-895.
Ekblom, R., & Galindo, J. (2011). Applications of next generation sequencing in molecular ecology of non-model organisms. Heredity, 107(1), 1-15.
Flintoft, L. (2008). Transcriptomics: digging deep with RNA-Seq. Nature Reviews Genetics, 9(8), 568-568.
Fries, R., Ruvinsky, A . 1999 The Genetics of Cattle. New York: CABI Publising.
Haas, B. J., & Zody, M. C. (2010). Advancing RNA-seq analysis. Nature biotechnology, 28(5), 421
Hansen, P. J. 2004. Physiological and cellular adaptations of zebu cattle to thermal stress. Animal Reproduction Science, 82, 349-360.
 Huang, W., Nadeem, A., Zhang, B., Babar, M., Soller, M., & Khatib, H. (2012). Characterization and comparison of the leukocyte transcriptomes of three cattle breeds. PLoS One, 7(1), e30244.
Langmead, B. and S. Salzberg. (2012). Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nature Methods 9:357-359.
Li, H. and R. Durbin. (2009). Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics 25(14):1754 - 1760.
Marguerat, S., & Bähler, J. (2010). RNA-seq: from technology to biology. Cellular and Molecular Life Sciences, 67(4), 569-579.
Ohsawa I, Takamura C, Kohsaka S. Fibulin‐1 binds the amino‐terminal head of β‐amyloid precursor protein and modulates its physiological function. J Neurochem. 2001; 76(5): 1411-20.
Park, K.-D., J. Park, J. Ko, B. Kim, H.-S. Kim, K. Ahn, K.-T. Do, H. Choi, H.-M. Kim, S. Song, S. Lee, S. Jho, H.-S. Kong, Y. Yang, B.-H. Jhun, C. Kim, T.-H. Kim, S. Hwang, J. Bhak, H.-K. Lee, and B.-W. Cho. 2012. Whole transcriptome analyses of six thoroughbred horses before and after exercise using RNA-Seq. BMC Genomics 13(1):473.
Pennisi, E. (2012). ENCODE project writes eulogy for junk DNA. Genomics Science, 337(1159), 61.
Wang, Z., M. Gerstein, and M. Snyder. 2009. RNA-seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nature Reviews Genetics 10:57 - 63.
 Wang, M,. IG. Kim, PM. Steinert and OW. McBride.1995. Assignment of the human transglutaminase 2 (TGM2) and transglutaminase 3 (TGM3) genes to chromosome 20q11.2. Genomics. 23 (3): 721–2.
Wilhelm, B. T., & Landry, J. R. (2009). RNA-Seq , quantitative measurement of expression through massively parallel RNA-sequencing. Methods, 48(3), 249-257.
Zhang, C., G. Wang, J. Wang, Z. Ji, Z. Liu, X. Pi, and C. Chen. 2013. Characterization and Comparative Analyses of Muscle Transcriptomes in Dorper and Small-Tailed Han Sheep Using RNA-Seq Technique. PLoS ONE 8(8):e72686.
Zheng P, Wang Q, Teng J, Chen J. Calumenin and fibulin-1 on tumor metastasis: Implications for pharmacology. Pharmacol Res. 2015; 99: 11-5