شناسایی ژن‌ها و میکرو rnaهای کلیدی درگیر در مسیر آپوپتوزیس عقرب androctonus crassicauda

رخداد مرگ سلولی برنامه ریزی شده یا آپوپتوزیس به‌عنوان روش حفاظت شده، تحت کنترل تعدادی ژن قرار دارد که جهت حذف سلول‌های غیر ضروری بکار می‌رود. این رویداد سلولی در سیستم‌های مرتبط با ایمنی و بیماری دخیل است. آپوپتوزیس یک مکانیسم تنظیم‌گر سلولی است که اثرات تکثیر سلولی و مرگ سلولی را متعادل می‌کند. در مسیر آپوپتوزیس، ژن‌ها و مولکول‌های فراوانی درگیر هستند. اخیرا گسترش تولید داده‌ها با استفاده از تکنیک rnaseq نشان داده که میکرو‌rnaها، نقش مهمی در تنظیم مرگ سلولی برنامه ریزی شده یا آپوپتوزیس بازی می‌کنند. هدف از این مطالعه شناسایی ژن‌ها و میکروrnaی کلیدی موثر در مسیر آپوپتوزیس در عقرب‌های آندروکتونوس کراسیکودا بود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش پس از توالی‌یابی ترانسکریپتوم غده زهر عقرب‌های اندوروکتونوس کراسیکودا با استفاده از پلتفرم ایلومینا 2000 hiseq و پیکربندی ترانسکریپتوم با استفاده از نرم‌افزار trinity، مهم‌ترین پروتئین‌های ترانسکریپتوم غده زهر عقرب دخیل در آپوپتوزیس با استفاده از پایگاه اطلاعاتی kegg شناسایی شدند. رسم شبکه ژنی آپوپتوزیس با نرم افزار استرینگ، تجزیه و تحلیل شبکه برهمکنش پروتئینی با استفاده از نرم‌افزار سایتواسکیپ و بررسی هستی شناسی ژن‌های کلیدی به وسیله پایگاه webgestalt صورت گرفت. علاوه‌بر‌آن پس از شناسایی میکرو‌rnaهای عقرب با استفاده از جستجوی همسانی، پیش‌بینی ژن‌های هدف و رسم شبکه میانکنش پروتئین-میکروrna توسط برنامه‌های mirtarbase, tarbase ,mirecords و نرم افزار mirnet انجام گرفت.نتایج: سه مسیر مرتبط با آپوپتوزیس شناسایی شدند که 103 پروتئین از آن‌ها استخراج شدند. نتایج به دست آمده از آنالیز شبکه برهمکنش پروتئینی منجر به شناسایی 30 ژن کلیدی دخیل در بروز آپوپتوزیس شد که بر اساس نتایج بدست آمده، موثرترین ژن‌های کلیدی درگیر در بروز آپوپتوزیس akt1،bsk ، jra، dronc و rl هستند. نتایج تجزیه و تحلیل آماری شبکه برهمکنش پروتئین-میکروrna نیز نشان داد که میکروrnaی mir-7-5p بیش‌ترین ارزش را درا می‌باشد.نتیجه‌گیری: نتایج این بررسی نشان داد که میکروrnaها در تنظیم بسیاری از ژن‌های مسیر آپوپتوزیس نقش اساسی ایفا می‌کنند و می‌توان برای کنترل بیان ژن‌ها از آن‌ها کمک گرفت.

Identification of key genes and microRNAs involved in the Androctonus Crassicauda apoptosis pathway

ObjectiveThe occurrence of planned cell death or apoptosis as a protected method is controlled by a number of genes that used to remove unnecessary cells. This cellular event is involved in immune and diseaserelated systems. Apoptosis is a cellular regulatory mechanism that balances the effects of cell proliferation and cell death. In the path of apoptosis, many genes and molecules are involved. Recently, developments using the RNAseq technique have shown that microRNAs play an important role in regulating planned cell death or apoptosis. The purpose of this study was to identify key genes and microRNAs affecting the apoptosis pathway in Androctonus crassicauda scorpions. Materials and methodsIn this study, after transcriptome sequencing of venom glands of A. crassicauda scorpions using Illumina HiSeq 2000 platform and transcriptome assembly using Trinity software, the most important transcripts of the scorpion venom gland involved in apoptosis were identified using the KEGG database. Drawing of the apoptosis gene network with String software, analyzing the network of protein interactions and identifying key genes using cytoscape software and investigating the ontology of genes by the WebGestalt database were done. In addition, after identifying the scorpion microRNAs using homogeneous searches, the MRTarBase, TarBase, miRecords, and MirNet software programs were utilized to prediction of target genes and drawing a proteinmicroRNA interaction network.ResultsThree pathways associated with apoptosis were identified, and 103 proteins were extracted from those. The results of protein network analysis revealed that 30 key genes involved in apoptosis were identified that according to obtained results, the most effective key genes involved in apoptosis are Akt1, bsk, Jra, Dronc, and rl. The results of statistical analysis of proteinmicroRNA interaction network also showed that mir75p microRNA has the highest value.ConclusionsThe results of this study showed that microRNAs play an essential role in the regulation of many genes in the apoptosis pathway and can be used to regulate the expression of genes.