تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 757 |
تعداد مقالات | 7,162 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,347,701 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,937,345 |
مطالعه مقایسه ای پروفایل بیان ژن و بیان اختصاصی آللی در سه بافت قلــب، عضـــله اسکلتی و طحـــال خروس های سازگار پرورش یافته در شرایط جغرافیایی کم ارتفاع و مرتفع مبتنی بر پایگاه های با دسترسی آزاد داده های RNA-Seq | ||
تحقیقات تولیدات دامی | ||
دوره 13، شماره 3، آذر 1403، صفحه 1-17 اصل مقاله (1.07 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/ar.2024.26163.1805 | ||
نویسندگان | ||
مینا سلیم پور1؛ سید ضیاءالدین میرحسینی* 2؛ محمد حسین بناءبازی3؛ شاهرخ قوتی4؛ مجید خان سفید5، 6 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه علوم دامی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان | ||
2استاد، گروه علوم دامی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان | ||
3استادیار، موسسه تحقیقات علوم دامی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی | ||
4استادیار، گروه علوم دامی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان | ||
5محقق، مرکز تحقیقات کشاورزی ویکتوریا، اگری بیو، مرکز علوم زیستی کشاورزی،کمربندی شماره 5، بندورا، ویکتوریا 3083، استرالیا | ||
6محقق، دانشکده زیستشناسی سامانهای، دانشگاه لا تروب، بندورا، ویکتوریا 3083، استرالیا | ||
چکیده | ||
پژوهش حاضر بهمنظور بررسی مقایسهای پروفایل توام بیان ژن و الگوی بیان اختصاصی آللی (ASE) در سه بافت قلــب، عضـــله و طحـــال خروسهای پرورشیافته و سازگار به مناطق کم ارتفاع و مرتفع مبتنی بر پایگاههای دادههای RNA-Seq با دسترسی آزاد انجام شد. بدین منظور، مجموع دادههای ترانسکریپتوم برای 54 خروس در سه بافت مورد اشاره از راه همردیفی و نقشهیابی خوانشهای خام RNA-Seq روی توالی کل ژنوم مرجع مرغ اهلی با استفاده از نرم افزار TopHat2 مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، تجزیه و تحلیل بیان افتراقی ژن میان خروسها با استفاده از نرم افزار cufflinks،2260 ژن دارای تفاوت بیان را در دو منطقه جغرافیایی نشان داد (0002/0P=). شناسایی و یافتن چندشکلیهای تک نوکلئوتیدی (SNP) با استفاده از بسته نرم افزاریSamtools ، به فهرستی شامل تعداد 475996، 388224 و 1169394 SNP بهترتیب در بافتهای قلب، عضله و طحال انجامید. پس از انجام آزمون کای اسکوئر، 48906 (3/10%)، 28529 (3/7%) و 76251 (5/6%) SNP بهعنوان ASE-SNP در بافتهای قلب، عضله و طحال مشاهده شدند (05/0P<). مقایسه پروفایل بیان ژن و ASE-SNPهای کشف شده در سویههای سازگار با محیطهای پرورشی متفاوت از نظر ارتفاع میتوانند برای شناسایی جهشهای مقاومت در برابر بیماریهای مرتبط با پرورش در محیطهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در مجموع، نتایج این مطالعه میتواند روشی موثر و کارآمد و منبع جدید و مطلوبی را برای انتخاب، پیشروی متخصصان اصلاح نژاد دام و طیور قرار دهد. | ||
کلیدواژهها | ||
بیان اختصاصی آللی؛ ترانسکریپتوم؛ چندشکلی تک نوکلئوتیدی؛ خروس | ||
مراجع | ||
Alessio, N., Squillaro, T., Di Bernardo, G., Galano, G., De Rosa, R., Melone, M. A., & Galderisi, U. (2020). Increase of circulating IGFBP-4 following genotoxic stress and its implication for senescence. Elife, 9, e54523. doi: 10.7554/eLife.54523 Andrews, S. (2010). FastQC: a quality control tool for high throughput sequence data. Available at: https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/ Arefnejad, B., Kohram, H., Moradi Shahrbabak, M., Shakeri, M., Dong, Y., Zhang, X., , Wang, W., & Hoseini Salekdeh, G. (2015). Genic variant detection of Caspian horse using high-throughput sequencing technology. Agricultural Biotechnology Journal, 6(4), 101-116. [In Persian] Ayroles, J. F., Hughes, K. A., Rowe, K. C., Reedy, M. M., Rodriguez Zas, S. L., Drnevich, J. M., Cáceres, C. E., & Paige, K. N. (2009). A genomewide assessment of inbreeding depression: gene number, function, and mode of action. Conservation Biology, 23(4), 920-930. doi: 10.1111/j.1523-1739.2009.01186.x Banabazi, M. H., Nejati Javaremi, A., Imumorin, I., & Ghaderi Zefrei, M. (2017). Genetic variance explanation of Residual Feed Intake (RFI) by SNPs discovered on transcriptome of Holstein cows. Animal Sciences Journal, 30(114), 169-182. [In Persian] Bolger, A. M., Lohse, M., & Usadel, B. (2014). Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics, 30(15), 2114-2120. doi: 10.1093/bioinformatics/btu170 Chen, C., Li, H., Xie, Q., Shang, H., Ji, J., Bai, S., & Bi, Y. (2011). Transcriptional profiling of host gene expression in chicken liver tissues infected with oncogenic Marek’s disease virus. Journal of General Virology, 92(12), 2724-2733. doi: 10.1099/vir.0.034066-0 Cheng, H. H., Perumbakkam, S., Pyrkosz, A. B., Dunn, J. R., Legarra, A., & Muir, W. M. (2015). Fine mapping of QTL and genomic prediction using allele-specific expression SNPs demonstrates that the complex trait of genetic resistance to Marek’s disease is predominantly determined by transcriptional regulation. BMC Genomics, 16, 1-9. doi: 10.1186/s12864-015-2016-0 Czarnecka, A. M., Campanella, C., Zummo, G., & Cappello, F. (2006). Heat shock protein 10 and signal transduction: a “capsula eburnea” of carcinogenesis. Cell Stress & Chaperones, 11(4), 287. doi: 10.1379/csc-200.1 Dar, M. A., Bhat, B., Nazir, J., Saleem, A., Manzoor, T., Khan, M., & Ahmad, S. M. (2023). Identification of SNPs Related to Salmonella Resistance in Chickens Using RNA-Seq and Integrated Bioinformatics Approach. Genes, 14(6), 1283. doi: 10.3390/genes14061283 Das, R., Sailo, L., Verma, N., Bharti, P., Saikia, J., & Kumar, R. (2016). Impact of heat stress on health and performance of dairy animals: A review. Veterinary World, 9(3), 260. doi: 10.14202/vetworld.2016.260-268 Degner J. F., Marioni, J. C., Pai, A. A., Pickrell, J. K., Nkadori, E., Gilad, Y., & Pritchard, J. K. (2009). Effect of readmapping biases on detecting allele-specific expression from RNA-Sequencing data, Bioinformatics, 25(24), 3207-3212. doi: 10.1093/bioinformatics/btp579 Dolt, K. S., Mishra, M. K., Karar, J., Baig, M. A., Ahmed, Z., & Pasha, M. Q. (2007). cDNA cloning, gene organization and variant specific expression of HIF-1α in high altitude yak (Bos grunniens). Gene, 386(1-2), 73-80. doi: 10.1016/j.gene.2006.08.004 Dudok, J. J., Sanz, A. S., Lundvig, D. M., & Wijnholds, J. (2013). MPP3 is required for maintenance of the apical junctional complex, neuronal migration, and stratification in the developing cortex. Journal of Neuroscience, 33(19), 8518-8527. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5627-12.2013 Gates, K., Sandoval-Castillo, J., Bernatchez, L., & Beheregaray, L. B. (2017). De novo transcriptome assembly and annotation for the desert rainbowfish (Melanotaenia splendida tatei) with comparison with candidate genes for future climates. Marine Genomics, 35, 63-68. doi: 10.1016/j.margen.2017.05.008 Gaur, U., Li, K., Mei, S., & Liu, G. (2013). Research progress in allele-specific expression and its regulatory mechanisms. Journal of Applied Genetics, 54, 271-283. doi: 10.1007/s13353-013-0148-y Gibson, G., & Weir, B. (2005). The quantitative genetics of transcription. Trends in Genetics, 21(11), 616-623. doi: 10.1016/j.tig.2005.08.010 He, H., Chen, C., Xie, Y., Asea, A., & Calderwood, S. K. (2000). HSP70 and heat shock factor 1 cooperate to repress Ras-induced transcriptional activation of the c-fos gene. Cell Stress & Chaperones, 5(5), 406. doi: 10.1379/1466-1268(2000)005<0406:hahsfc>2.0.co;2 Heap, G. A., Yang, J. H., Downes, K., Healy, B. C., Hunt, K. A., Bockett, N., Franke, L., Dubois, P. C., Mein, C. A., Dobson, R. J. & Plagnol, V. (2010). Genome-wide analysis of allelic expression imbalance in human primary cells by high-throughput transcriptome resequencing. Human Molecular Genetics, 19(1), 122-134. doi: 10.1093/hmg/ddp473 Hughes, K. A., Ayroles, J. F., Reedy, M. M., Drnevich, J. M., Rowe, K. C., Ruedi, E. A., & Paige, K. N. (2006). Segregating variation in the transcriptome: cis regulation and additivity of effects. Genetics, 173(3), 1347-1355. doi: 10.1534/genetics.105.051474 International Chicken Polymorphism Map Consortium. (2004). A genetic variation map for chicken with 2.8 million single-nucleotide polymorphisms. Nature, 432, 717-721. doi: 10.1038/nature03156 Jehl, F., Degalez, F., Bernard, M., Lecerf, F., Lagoutte, L., Désert, C., Coulée, M., Bouchez, O., Leroux, S., Abasht, B., & Tixier-Boichard, M. (2021). RNA-Seq data for reliable SNP detection and genotype calling: interest for coding variant characterization and cis-regulation analysis by allele-specific expression in livestock species. Frontiers in Genetics, 12, 655707. doi: 10.3389/fgene.2021.655707. Jehl, F., Désert, C., Klopp, C., Brenet, M., Rau, A., Leroux, S., & Lagarrigue, S. (2019). Chicken adaptive response to low energy diet: main role of the hypothalamic lipid metabolism revealed by a phenotypic and multi-tissue transcriptomic approach. BMC Genomics, 20, 1-16. doi: 10.1186/s12864-019-6384-8 Johnson, B. J., Le, T. T., Dobbin, C. A., Banovic, T., Howard, C. B., Flores, F. D. M. L., & Suhrbier, A. (2005). Heat shock protein 10 inhibits lipopolysaccharide-induced inflammatory mediator production. Journal of Biological Chemistry, 280(6), 4037-4047. doi: 10.1074/jbc.M411569200 Kaltenboeck, H. K., & Liu, Z. (2013). RNA-Seq reveals expression signatures of genes involved. Physiol. Genomics, 45, 462-476. doi: 10.1152/physiolgenomics.00026.2013 Kamineni, L. P. (2015). Transcriptomic analysis of hypothalamic responses to heat stress in modern and legacy chicken lines. University of Delaware. Kassahn, K. S., Caley, M. J., Ward, A. C., Connolly, A. R., Stone, G., & Crozier, R. H. (2007). Heterologous microarray experiments used to identify the early gene response to heat stress in a coral reef fish. Molecular Ecology, 16(8), 1749-1763. doi: 10.1111/j.1365-294X.2006.03178.x Khansefid, M., Pryce, J. E., Bolormaa, S., Chen, Y., Millen, C. A., Chamberlain, A. J., & Goddard, M. E. (2018). Comparing allele specific expression and local expression quantitative trait loci and the influence of gene expression on complex trait variation in cattle. BMC Genomics, 19, 1-18. doi: 10.1186/s12864-018-5181-0 Kim, D., Pertea, G., Trapnell, C., Pimentel, H., Kelley, R., & Salzberg, S. L. (2013). TopHat2: accurate alignment of transcriptomes in the presence of insertions, deletions and gene fusions. Genome Biology, 14(4), 1-13. doi: 10.1186/gb-2013-14-4-r36 Kim, J. M., Lim, K. S., Byun, M., Lee, K. T., Yang, Y. R., Park, M., & Park, J. E. (2017). Identification of the acclimation genes in transcriptomic responses to heat stress of White Pekin duck. Cell Stress and Chaperones, 22(6), 787-797. doi: 10.1007/s12192-017-0809-6 Komori, T. (2003). Requisite roles of Runx2 and Cbfb in skeletal development. Journal of Bone and Mineral Metabolism, 21, 193-197. doi: 10.1007/s00774-002-0408-0 Kumar, H., Iskender, A. U., Srikanth, K., Kim, H., Zhunushov, A. T., Chooq, H., & Park, J. E. (2019). Transcriptome of chicken liver tissues reveals the candidate genes and pathways responsible for adaptation into two different climatic conditions. Animals, 9(12), 1076. doi: 10.3390/ani9121076 Lagarrigue, S., Martin, L., Hormozdiari, F., Roux, P. F., Pan, C., van Nas, A., & Lusis, A. J. (2013). Analysis of allele-specific expression in mouse liver by RNA-Seq: a comparison with Cis-eQTL identified using genetic linkage. Genetics, 195(3), 1157-1166. doi: 10.1534/genetics.113.153882 Lemos, B., Araripe, L. O., Fontanillas, P., & Hartl, D. L. (2008). Dominance and the evolutionary accumulation of cis-and trans-effects on gene expression. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(38), 14471-14476. doi: 10.1073/pnas.0805160105 Li, H., & Durbin, R. (2009). Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics, 25(14), 1754-1760. doi: 10.1093/bioinformatics/btp324 Lo, H. S., Wang, Z., Hu, Y., Yang, H. H., Gere, S., Buetow, K. H., & Lee, M. P. (2003). Allelic variation in gene expression is common in the human genome. Genome Research, 13(8), 1855-1862. doi: 10.1101/gr.1006603 Lopes Pinto, F. A., Molin, A. M., Gilbert, E. R., Honaker, C. F., Siegel, P. B., Andersson, G., Andersson, L., & De Koning, D. J. (2014). Whole transcriptome sequencing in reciprocal crosses suggests parent-of-origin effects on gene expression in the chicken genome. Proceedings of the 10th World Congress of Genetics Applied to Livestock Production, Vancouver, Canada. Ma, Y., Ouyang, J., Wei, J., Maarouf, M., & Chen, J. L. (2016). Involvement of host non-coding RNAs in the pathogenesis of the influenza virus. International Journal of Molecular Sciences, 18(1), 39. doi: 10.3390/ijms18010039 Mayba, O., Gilbert, H. N., Liu, J., Haverty, P. M., Jhunjhunwala, S., Jiang, Z., & Zhang, Z. (2014). MBASED: allele-specific expression detection in cancer tissues and cell lines. Genome Biology, 15, 1-21. doi: 10.1186/s13059-014-0405-3 Monson, M. S., Settlage, R. E., Mendoza, K. M., Rawal, S., El-Nezami, H. S., Coulombe, R. A., & Reed, K. M. (2015). Modulation of the spleen transcriptome in domestic turkey (Meleagris gallopavo) in response to aflatoxin B 1 and probiotics. Immunogenetics, 67, 163-178. doi: 10.1007/s00251-014-0825-y Mosser, D. D., Caron, A. W., Bourget, L., Denis-Larose, C., & Massie, B. (1997). Role of the human heat shock protein hsp70 in protection against stress-induced apoptosis. Molecular and Cellular Biology, 17(9), 5317-5327. doi: 10.1128/MCB.17.9.5317 Renaudeau, D., Collin, A., Yahav, S., De Basilio, V., Gourdine, J. L., & Collier, R. J. (2012). Adaptation to hot climate and strategies to alleviate heat stress in livestock production. Animal, 6(5), 707-728. doi: 10.1017/S1751731111002448 Saito, Y., Yukawa, A., Matozaki, M., Mikami, H., Yamagami, T., Yamagishi, N., & Nakayama, Y. (2014). Nmi interacts with Hsp105β and enhances the Hsp105β-mediated Hsp70 expression. Experimental Cell Research, 327(1), 163-170. doi: 10.1016/j.yexcr.2014.07.023 Smith, S., Bernatchez, L., & Beheregaray, L. B. (2013). RNA-Seq analysis reveals extensive transcriptional plasticity to temperature stress in a freshwater fish species. BMC Genomics, 14, 1-12. doi: 10.1186/1471-2164-14-375 Sonna, L. A., Fujita, J., Gaffin, S. L., & Lilly, C. M. (2002). Invited review: effects of heat and cold stress on mammalian gene expression. Journal of Applied Physiology, 92(4), 1725-1742. doi: 10.1152/japplphysiol.01143.2001 Tassanakajon, A., Somboonwiwat, K., Supungul, P., & Tang, S. (2013). Discovery of immune molecules and their crucial functions in shrimp immunity. Fish & Shellfish Immunology, 34(4), 954-967. doi: 10.1016/j.fsi.2012.09.021 Te Pas, M. F., Park, W., Srikanth, K., Kemp, S., Kim, J. M., Lim, D., & Park, J. E. (2019). Transcriptomic profiles of muscle, heart, and spleen in reaction to circadian heat stress in Ethiopian highland and lowland male chicken. Cell Stress and Chaperones, 24, 175-194. doi: 10.1007/s12192-018-0954-6 Tomlinson, I. V. M. J., Polson, S. W., Qiu, J., Lake, J. A., Lee, W., & Abasht, B. (2021). Investigation of allele specific expression in various tissues of broiler chickens using the detection tool VADT. Scientific Reports, 11(1), 3968. doi: 10.1038/s41598-021-83459-8 Trapnell, C., Roberts, A., Goff, L., Pertea, G., Kim, D., Kelley, D. R., & Pachter, L. (2012). Differential gene and transcript expression analysis of RNA-Seq experiments with TopHat and Cufflinks. Nature Protocols, 7(3), 562-578. doi: 10.1038/nprot.2012.016 Tu, W. L., Cheng, C. Y., Wang, S. H., Tang, P. C., Chen, C. F., Chen, H. H., & Huang, S. Y. (2016). Profiling of differential gene expression in the hypothalamus of broiler-type Taiwan country chickens in response to acute heat stress. Theriogenology, 85(3), 483-494. doi: 10.1016/j.theriogenology.2015.09.028 Wang, Y., Saelao, P., Kern, C., Jin, S., Gallardo, R. A., Kelly, T., Dekkers, J.M., Lamont, S. J., & Zhou, H. (2020). Liver transcriptome responses to heat stress and Newcastle disease virus infection in genetically distinct chicken inbred lines. Genes, 11(9), 1067. doi: 10.3390/genes11091067 Wayne, M. L., Pan, Y. J., Nuzhdin, S. V., & McIntyre, L. M. (2004). Additivity and trans-acting effects on gene expression in male Drosophila simulans. Genetics, 168(3), 1413-1420. doi: 10.1534/genetics.104.030973 Yang, W., Qi, Y., & Fu, J. (2016). Genetic signals of high-altitude adaptation in amphibians: a comparative transcriptome analysis. BMC Genetics, 17, 1-10. doi: 10.1186/s12863-016-0440-z Zhang, J., Kaiser, M. G., Herrmann, M. S., Gallardo, R. A., Bunn, D. A., Kelly, T. R., & Lamont, S. J. (2017). Different genetic resistance resulted in distinct response to Newcastle disease virus. Iowa State University Animal Industry Report, 14(1). Zhang, Y., & Cao, X. (2016). Long noncoding RNAs in innate immunity. Cellular & Molecular Immunology, 13(2), 138-147. doi: 10.1038/cmi.2015.68 Zhuo, Z., Lamont, S. J., & Abasht, B. (2017). RNA-Seq analyses identify frequent allele specific expression and no evidence of genomic imprinting in specific embryonic tissues of chicken. Scientific Reports, 7(1), 11944. doi: 10.1038/s41598-017-12179-9 Zumbrun, S. D., Hoffman, B., & Liebermann, D. A. (2009). Distinct mechanisms are utilized to induce stress sensor gadd45b by different stress stimuli. Journal of Cellular Biochemistry, 108(5), 1220-1231. doi: 10.1002/jcb.22354 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 63 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 20 |