واکاوی پروفایل بیان ریز rna در غدد پستانی گاو به منظور شناسایی مسیرهای زیستی دخیل در تولید شیر

هدف علم اصلاح نژاد بهبود ژنتیکی صفات تولیدی است که تاثیر شگرفی بر سودآوری واحدهای دامپروری دارند. یکی از این صفات تولید شیر است که شیر علاوه بر اینکه غذای کاملی است منبع تامین پروتئین و کلسیم در تغذیه انسان به شمار می‌رود. یک راهکار مناسب برا ی بهبود این صفت شناسایی ریزrnaهایی است که بر تولید و ترکیب شیر تاثیرگذار هستند. ریزrnaها قطعات تک ‌رشته‌ای و کوتاه rna با طولی حدود ٢٢ نوکلئوتید هستند که در تمام سلول‌ها و مایعات بدن مثل خون و شیر حضور دارند. در این مطالعه برای بررسی چگونگی اثر ریزrna بر فرآیند تولید شیر داده‌های پروفایل بیان ریزrna مربوط به بافت پستانی گاو از پایگاه داده arrayexpress استخراج گردید. با نرم‌افزار geo2r آنالیز بیان داده‌ها انجام شد. سپس با استفاده از نرم‌افزار mirwalk و targetscan ژن‌های هدف ریزrnaها شناسایی شدند. بعد از شناسایی ژن‌های هدف از نرم‌افزار david جهت انجام واکاوی هستی‌شناسی و شناسایی مسیرهای متابولیکی مرتبط با ژن‌های هدف استفاده شد. در نهایت رسم شبکه ژن‌های هدف و واکاوی شبکه ژنی با استفاده از نرم‌افزار cytoscape انجام شد. در این مطالعه 18 ریزrna دارای fold change بالاتر از 2 بوده و 5 ریز rna دارای fold change کمتر از 2 شناسایی شد که کنترل‌کننده بیان 936 ژن هدف می‌باشند. مهم‌ترین مسیرهای شناخته شده موثر بر فرآیند تولید شیر که ژن‌های شناسایی شده فوق در تنظیم فعالیت آن‌ها دخالت دارند عبارتند از مسیرهای سیگنالینگ: tgfb، wnt، mapk، mtor، pi3kakt، انسولین و پرولاکتین. نتایج این بررسی می‌تواند اطلاعات تکمیلی برای درک ارتباط ژن‌های موثر و عملکردهای بیولوژیکی آن‌ها در فرآیند تولید شیر را فراهم آورد.

Analysis of The Expression Profile of microRNA in Cattle Mammary Glands to Identify The Biological Pathways Involved in The Milk Production

The aim of animal breeding is the genetic improvement of traits that have a significant effect on the profitability of livestock units. One of these productive traits is milk production, in which milk and its products are sources of protein and calcium in human nutrition. An appropriate solution for improving these traits is the identification of microRNAs that affect milk production and its compounds. Micro RNA is a single stranded and shortchain RNA that has a length of about 22 nucleotides and is present in all cells and body fluids such as blood and milk. In this study, a micro RNA expression profile from the ArrayExpress database was used to study the effect of microRNA on the production of milk by samples of bovine mammary tissue. microRNA expression analysis was performed with GEO2R software and then using the miRwalk and targetscan softwares, the target genes for microRNA was detected. After identifying target genes, DAVID software was used to perform ontology analysis and identify the metabolic pathways associated with target genes. Finally, Cytoscape software was used for construction and analysis of the network. In this study, 23 microRNAs with high and low expression were identified whiche were expression regulators of 936 genes. The most important found pathways affecting milk production were TGFβ, WNT, MAPK, mTOR, PI3kAkt, insulin, and prolactin pathways. Therefore, the results of this study can provide additional information for understanding the relationship between the effective genes and their biological functions in the milk production process.