مطالعه پویش ژنومی برپایه آنالیز مسیر جهت شناسایی ژن‌های مرتبط با پارامترهای هماتولوژی در گوسفند

زمینۀ مطالعه: گلبول‌های قرمز خون نقش اساسی در انتقال اکسیژن و سیستم ایمنی دارند. علاوه براین، پارامترهای هماتولوژی به عنوان یک شاخص کلینیکی مهم برای بیماری‌های مختلف، از جمله کم‌خونی و سندرم‌ متابولیکی می‌باشند.هدف: مطالعه پویش کل ژنوم بر اساس آنالیز مجموعه‌‌های ژنی برای شناسایی جایگاه‌های ژنی موثر بر صفات هماتولوژی با استفاده از آرایه‌‌های ژنومی 630k بوده است.روش‎کار: بدین منظور از اطلاعات رکورد‌های فنوتیپی و ژنوتیپی مرتبط با شمارش گلبول‌های قرمز (rbc)، هموگلوبین (hgb)، هماتوکریت (hct)، حجم متوسط گلبول قرمز (mch)، میانگین غلظت هموگلوبین (mchc) و توزیع دامنه‌ حجم گلبول‌های قرمز (rwd_cv) 498 نمونه‌‌ از گوسفندان آلپاین مرینو استفاده شد. ابتدا آنالیز پویش کل ژنومی برای صفات هماتولوژی در برنامه tassel انجام شد. سپس با استفاده از بسته نرم افزاری biomart2 برنامه r ژن‌های معنی‌دار شناسایی گردید. در نهایت تفسیر مجموعه ژنی با بسته نرم افزاری goseq برنامه r از طریق پایگاه‌‌های go، kegg، david و panther انجام شد.نتایج: در مطالعه حاضر تعداد 11 نشانگر تک نوکلئوتیدی واقع روی کروموزوم‌‌‌های 1، 2، 3، 6، 8، 10، 11، 14 و 20 شناسایی شدند که با ژن‌‌های ‌trpc4‌، spta1، tmcc2 (rbc)، krt26، gpld1، epas1 (hgb)، rac2، hspd1 ، pdgfra (hct) و‌bbs1، hag1، pik3r3، stxbp5، fcer1g  (mch، mchc، rwd_cv) مرتبط بودند. در تفسیر مجموعه ژنی تعداد 17 مسیر هستی‌شناسی ژنی و بیوشیمیایی با صفات هماتولوژی شناسایی شد (05/0‌˂‌p). مسیرهای شناسایی شده عملکرد‌های مهمی را در ارتباط با رشد و تفرق گلبول‌های قرمز، میزان دسترسی به اکسیژن، فرآیند آداپتاسیون، استرس محیطی، تنظیم سیستم ایمنی و فعال‌سازی پلاکت‌ها بر عهده داشتند.نتیجه گیری نهایی: با توجه به تایید نتایج حاصل از مطالعه قبلی در زمینه پویش ژنومی صفات هماتولوژی و شناسایی مناطق ژنومی جدید استفاده از یافته‌های مطالعه حاضر می‌تواند در انتخاب ژنتیکی برنامه‌های اصلاح نژادی گوسفند مفید باشد.

GenomeWide Association Study Based on Pathways Analysis for Detection Candidate Genes Related to Hematological Traits in Sheep

BACKGROUND: Red blood cells play an essential role in the oxygen transport and the immune system. Moreover, hematologic parameters are an important clinical indicator of various diseases including anemia and metabolic syndrome.OBJECTIVES: The present study aimed to conduct genomewide association studies (GWAS) based on geneset enrichment analysis to identify the loci associated with hematological traits using 630K arrays.METHODS: For this purpose, the phenotype records included 498 genotyped Alpine Merino sheep were used for red blood cell count (RBC), hemoglobin (HGB), hematocrit (HCT), mean corpuscular hemoglobin (MCH), mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC), and RBC volume distribution width coefficient of variation (RWD_CV). Genomewide association study was performed with hematological traits using TASSEL software. Using biomaRt2 R package R, SNP was assigned to genes. GO, KEGG, DAVID, and PANTHER databases were used to assign the genes to functional categories.RESULTS: 11 SNP markers on chromosomes 1, 2, 3, 6, 8, 10, 11, 14, and 20 located in TRPC4, SPAT1, TMCC2 (RBC), KRT26, GPLD1, EPAS1 (HGB), RAC2, HSPD1, PDGFRA (HCT) and BBS1, HAG1, PIK3R3, STXBP5, FCER1G  (MCH, MHCH, RWD_CV) genes were identified. Based on the pathway analysis, 17 pathways from gene ontology and biological pathways were associated with hematological traits (P˂0.05). The pathways have important functions in the development and differential of red blood cells, hypoxia, adaptation process, environmental stress, and platelet activation.CONCLUSIONS: In total, this study supported previous results from the GWAS of hematological traits, and also revealed additional regions in the sheep genome associated with important traits, using these findings could be potentially useful for genetic selection in the breeding programs.