توصيفگر ها :
ورم‌پستان , گاوهاي شيري , miRNA , شبكه‌هاي تنظيمي ژني , ژن‌هاي هدف , استرپتوكوك اوبريس
چكيده فارسي :
با توجه به اهميت اقتصادي كنترل بيماري ورم پستان در صنعت پرورش گاوهاي شيري، تشخيص زودهنگام و درمان به موقع اين بيماري، نه تنها باعث بهبود زود هنگام بيماري بدون كاهش قابل توجه در عملكرد توليدي و توليد مثلي دام مي‌شود، بلكه به جلوگيري از انتقال بيماري به گاوهاي ديگر نيز كمك مي‌كند. لذا شناسايي نشانگرهاي بيولوژيكي ويژه و حساس تر براي تشخيص زود هنگام ورم‌پستان به منظور درمان به موقع بايد در اولويت‌هاي كارهاي تحققياتي در اين حوزه قرار گيرد. در تحقيق حاضر از ابزارهاي كاربردي در حوزه زيست شناسي و بيوانفورماتيك به منظور شناسايي تنظيم‌كننده‌ها و اهداف كليدي miRNAها در بيماري ورم‌پستان ناشي از باكتري Streptococcus uberis استفاده گرديد. جهت بررسي پروفايل بيان ژنها و شناسايي مسيرهاي تنظيمي miRNAهااز طريق بانك اطلاعاتي GEO در NCBI داده هاي حاصل از توالي يابي نسل جديد با كد دسترسي GSE51858 مورد استفاده قرار گرفت. در اين داده ها پروفايل بيان miRNA ها در شير گاو هنگام مواجه با ورم پستان القا شده توسط باكتري Str. uberis، براي 10 گاو شيري (به عنوان تكرار بيولوژيكي) در 5 نقطه زماني (0،12،24،36،48) اندازه‌گيري شده بود (50 نمونه - 25 نمونه كنترل و 25 نمونه آلوده). سپس بر روي 50 نمونه دانلود شده مراحل پيش‌پردازش، آناليز تفاوت بياني، شبكه تنطيمي ژن ها ، پيش‌بيني ژن‌هاي هدف ميرهايي كه متفاوت بيان شده‌اند به همراه آناليز هستي‌شناسي و شناسايي مسيرهاي بيولوژيكي ژن‌هاي هدف انجام شد. نتايج حاصل از اين پژوهش حاكي از آن بود كه تعدادي از ميرهايي كه تفاوت معني داري نشان داده بودند براي اولين بار در رابطه با اين بيماري گزارش شده است، ولي نقش هاي كليدي آن‌ها در فرآيندهاي بيولوژيكي مرتبط با ورم پستان مانند التهاب، سيستم ايمني يا مرگ سلولي به اثبات رسيده است. در آناليز شبكه با هدف يافتن تنظيم گرهاي كليدي، ژن‌هايي با نقش كليدي در التهاب و سيستم ايمني از جمله ژن‌هاي TP53،TGFB1 و IL1B معرفي شدند. شناسايي ژن‌هاي كليدي و پر اهميت در كنترل صفات پيچيده‌اي نظير بيماري ورم پستان، فرصتي براي تشخيص و درمان سريعتر و دقيق تر دام هاي مبتلا به شيوه اي كارآمد محسوب مي شود.
چكيده انگليسي :
Abstract
Given the economic importance of controlling mastitis in the dairy industry, early detection and timely treatment of the disease not only improves the disease early without a significant reduction in productive and reproductive performance of dairy cattle, but also helps to prevents transmission of disease to other cows. Therefore, the identification of specific and more sensitive biomarkers for early detection of mastitis for timely treatment should be among the priorities of research work in this field. In the present study, applied tools in the field of biology and bioinformatics were used to identify the regulators and key targets of miRMAs in mastitis caused by Str. uberis. In order to investigate the expression profile and identify the regulatory pathways of miRNAs, data from the new generation sequencing with access code GSE51858 were used through the GEO database in NCBI. In this data, the expression profile of miRNAs in cowʹs milk when exposed to mastitis induced by Str. uberis was measured on 10 dairy cows (as biological replication) at 5 time points (0, 12, 24, 36 & 48) (50 samples - 25 control and 25 infected). Then, on 50 downloaded samples, preprocessing steps, expression difference analysis, gene regulatory network, prediction of target genes of differently expressed miRNAs along with ontological analysis and identification of biological pathways of target genes were performed. The results of present study indicated that a number of miRNAs that showed significant differences were reported for the first time in relation to this disease, but their key roles in biological processes associated with the mastitis, such as inflammation of the immune system or cell death has been proved. In the network analysis to find the key regulators genes with key roles in inflammation and the immune system identified all key regulators, including TP53, TGFB1, and IL1B. Identification of key important genes that control the complex traits such as mastitis is an opportunity to effectively identify and treat the infected animals more quickly and accurately.
Key words: Mastitis, dairy cattle, miRNA, Gene regulatory networks, Target genes, Streptococcus uberis
