مطالعه مقایسه‌ای پوشش ترانسکریپتومی و چندشکلی‌های تک‌نوکلئوتیدی ژنوم میتوکندری در گاو ‏هلشتاین (‏bos taurus‏) در مقابل کلیستانی (‏bos indicus‏)‏

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی دلایل اختلاف بیان ژن بسیار فاحش بین دو زیر گونه گاو هلشتاین و کلیستانی و اهمیت ژن های میتوکندری این دو نژاد شامل cox1، cox2، cox3، nd1 وnd2 می باشند که در فرآیندهای مهمی از جمله متابولیسم انرژی، در مقابله با تنش های زیستی و غیرزیستی و نیز مقاومت به بیماری نقش دارند. در این مطالعه از داده های rna-seq مربوط به ادغام 40 نمونه از مرکز گاو شیری دانشگاه ویسکانسین آمریکا (bos taurus) و 45 گاو ماده کلیستانی (bos indicus) در مزرعه گوجایتپیر شهر باهاوالپور واقع در ایالت پنجاب پاکستان استفاده شد. جهت بررسی سطح پوشش ترانسکریپتومی و اختلافات ژنتیکی که شامل نواحی چندشکلی، نواحی حذف و اضافه و نواحی اتصال بود از نرم افزار igb استفاده شد. همچنین جهت تعیین مکان نواحی چندشکل و محاسبه درصد انواع جایگزینی های انتقالی و تقاطعی نوکلئوتیدها و هم‌ردیف سازی توالی ها نرم افزارهای mega6 و dnaspv.5 استفاده شدند. نتایج حاصل از این مطالعه، بیانگر این بود که ژن cox1 به طول 1542 جفت باز، بیشترین سطح پوشش ترانسکریپتومی (کاوریج) در ژنوم میتوکندری را دارا بود و کمترین سطح پوشش ترانسکریپتومی مربوط به ژن nd1 بود. در بین ژن های میتوکندری، ژن cox1 بیشترین میزان حذف و اضافه را نشان داد که در نژاد هلشتاین بیشتر از کلیستانی بود. تعداد نواحی چندشکل در جایگاه cox1 بیشتر از سایر ژن ها و برابر با 19 ناحیه بود. همچنین نتایج نشان داد که درصد جایگزینی تک نوکلئوتیدی انتقالی در بازها بیشتر از جایگزینی تک نوکلئوتیدی تقاطعی می باشد که دلیل پایداری تغییرات در طی نسل های متفاوت هستند. بنابراین، دلایل احتمالی تفاوت بیان ژن های mtdna می تواند در نتیجه تفاوت در اتفاقات فرآیندهای حذف و اضافه، پوشش ترانسکریپتوم و نواحی چندشکلی باشند.

a comparative study of transcriptome coverage and single nucleotide polymorphisms ‎of mtdna in holstein (bos taurus) vs. cholistani (bos indicus)‎

this research aimed to investigate the reasons for the difference of gene expression between two subspecies of holstein and cholistani cattle and the importance of mitochondrial genes of these two breeds, the genes under study were cox1, cox2, cox3, nd1and nd2, which are involved in essential processes such as energy metabolism, resistance to biological and non-biological stresses, as well as disease resistance. in this study, rna-seq data were used, including 40 samples from the university of wisconsin dairy cattle center (bos taurus) and 45 cholistani cows (bos indicus) of gujaratpir farm in bahawalpur, punjab, pakistan. igb software was used to investigate the level of transcriptome coverage and genetic differences, which included polymorphic, deletion and addition and binding regions. mega6 and dnaspv.5 softwares were also used to determine the location of polymorphic areas as well as to calculate the percentage of different types of transitional and transversional replacements of nucleotides and to align sequences. the results showed that the cox1 gene, with a length of 1542 bp, had the highest level of transcriptome coverage in the mitochondrial genome and the lowest level of transcriptome coverage was related to the nd1 gene. among mitochondrial genes, the cox1 gene showed the highest deletions and additions, which were higher in holstein than cholistani breeds. the number of polymorphic regions in the cox1 locus (19 areas) was higher than other genes. the results also showed that the percentage of transitional substitution is higher than transversional substitution which is the reason for the stability of changes during different generations. therefore, possible reasons for differences in mtdna gene expression may be due to differences in deletion and addition processes, transcriptome coverage, and polymorphic regions.