بررسی تنوع گونه ای دو عقرب androctonus crassicauda و hemiscorpius lepturus با استفاده از ژن های متابولیسمی متفاوت بیان شده در داده های rna-seq

راسته عقرب ‏ها جزء رده عنکبوتیان و شاخه بندپایان دسته بندی می شوند. با توجه به این که مطالعات گسترده ای در سراسر جهان در حوزه فیلوژنتیکی و مورفولوژیکی در حال انجام است، دسته بندی عقرب ها نیز در حال به روز رسانی می باشد. این مطالعه در سال 1400 انجام گردیدد. هدف از پژوهش حاضر، بازسازی شبکه متابولیسمی عقرب‌های androctonus crassicauda و hemiscorpius lepturus با استفاده از مطالعات rna-seq و معرفی ژن های متابولیسمی کلیدی متفاوت بیان شده بین دو گونه عقرب به عنوان نشانگر ملکولی برای ارزیابی تنوع ژنتیکی بین گونه های مختلف عقرب بود. صید عقرب ها با استفاده از نور فرابنفش و در نواحی مختلف استان خوزستان انجام شد (10 نمونه از هر گونه). سم‌گیری از عقرب‌ها به روش شوک الکتریکی انجام شد و پس از گذشت 72 ساعت از سم‌گیری، غده زهر جداسازی و با استفاده از هاون چینی و ازت مایع پودر گردید. استخراج rna از غده زهر با استفاده از کیت تجاریrneasy animal mini kit (qiagen, valencia, ca, usa) طبق دستور العمل شرکت انجام گردید. به این منظور توالی یابی ترانسکریپتوم دو گونه عقرب انجام شد و تفاوت بیان ژن ها توسط نرم افزار rsem آنالیز گردید. نتایج آنالیز ها نشان داد که در مجموع 688060 یونی ژن‌ در بین دو گونه شناسایی شدند که از این تعداد 42676 ژن دارای تفاوت بیان معنی‌داری بودند (0/05>p). هستی شناسی ژن‌های متفاوت بیان شده با استفاده از پایگاه های keeg و go انجام شد و نتایج نشان داد که ژن های دخیل در مسیر متابولیسمی بیش ترین فراوانی را دارا می باشند. بازسازی شبکه متابولیسمی عقرب و تجزیه و تحلیل آن با استفاده از پایگاه داده استرینگ و نرم افزار سایتواسکیپ منجر به شناسایی 5 ژن هاب متابولیسمی گردید. در نهایت با استفاده از توالی اسید آمینه ای ژن هاب، (تریوز فسفات ایزومراز، سیترات سنتاز، گلوگز 6- فسفات ایزومراز، کاتالاز و انولاز) درخت فیلوژنتیکی بین 7 گونه عقرب ترسیم شد. این تحقیق استفاده از این 5 ژن متابولیسمی را بر ای بررسی روابط فیلوژنتیکی در عقرب ها کارآمد ارزیابی کرد.

species diversity of androctonus crassicauda and hemiscorpius lepturus using different metabolic genes expressed in rna-seq data

the order of scorpions belongs to the category of arachnids and the branch of arthropods, and according to the extensive studies that are being carried out today in the field of phylogenetic and morphological around the world, the classification of scorpions is also being updated. the aim of this studyis reconstruct the metabolic network of androctonus crassicauda and hemiscorpius lepturus using rna-seq studies for suggestion of key metabolic genes differentially expressed between two scorpion species as a molecular marker to evaluate the genetic diversity of different scorpion species. for this purpose, scorpions were caught using ultraviolet light in different areas of khuzestan province (10 samples of each species). scorpions were poisoned by electric shock method, and after 72 hours of poisoning, the venom gland was isolated and powdered using a porcelain mortar and liquid nitrogen. rna extraction from the venom gland was performed using the commercial rneasy animal mini kit (qiagen, valencia, ca, usa) according to the company’s instructions. transcriptome sequencing and differential gene expression analysis of two scorpion species were performed by rsem software. the results of analyzes showed that a total of 688060 genes were identified in two species, of which 42676 genes had significant differences in expression (p<0.05). the gene ontology of the differentially expressed genes was performed using kegg and go databases and the results showed that the genes involved in the metabolic pathway are the most abundant. reconstruction of scorpion metabolic network and its analysis using string database and cytoscope software led to the identification of 5 metabolic hub genes. finally, using the amino acid sequences of hub genes (triose phosphate isomerase, citrate synthase, glucose 6-phosphate isomerase, catalase and enolase), a phylogenetic tree was constructed using 7 scorpion species. this study evaluated the use of these 5 metabolic genes to study phylogenetic relationships in scorpions.