مطالعه‌ی پویش کل ژنوم جهت شناسایی جایگاه‌های ژنتیکی مرتبط با بیماری یون در گاوهای هلشتاین ایران

پاراتوبرکلوزیس یک بیماری مسری، مزمن و روده ای در نشخوارکنندگان است که در اثر عفونت زیرگونه مایکوباکتریوم آویوم پاراتوبرکلوزیس (map) ایجاد می شود و خسارات اقتصادی فراوانی به صنعت پرورش دام  تحمیل  می کند. در حال حاضر واکسن یا درمان موثری برای عفونت map  وجود ندارد، بنابراین بررسی مناطق ژنتیکی مرتبط با حساسیت به عفونت map می تواند درک بهتری از مکانیسم‌های پاراتوبرکلوزیس ارائه دهد و به بهبود ژنتیکی حیوانات کمک کند. هدف این پژوهش شناسایی مناطق ژنومی و ژن‌های کاندیدا مرتبط با حساسیت به عفونت map در گاوهای شیری هلشتاین ایران با استفاده از روش پویش کل ژنوم (gwas) بود. در این پژوهش،  از 150 راس گاو نمونه گرفته شد. پس از استخراج dna و سرم، نمونه های dna با استفاده از تراشه های k30 (snpchip30k) (شرکت ایلومینا) تعیین ژنوتیپ شدند. کنترل کیفیت نشانگرها براساس شاخص های فراوانی آلل نادر (05/0pmaf <)، ژنوتیپ از دست رفته (05/0pmind >)، نرخ تعیین ژنوتیپ (05/0pgeno >) و تعادل هاردی واینبرگ (ph-w < 1×10-6) توسط نرم افزار plink انجام شد. بعد از  کنترل کیفیت، 28749 نشانگر روی 142راس گاو (99 راس بیمار و 43 راس شاهد) برای ادامه آنالیز باقی ماند. پس از انجام آنالیز پویش ژنومی (gwas) در نرم افزار plink 16 نشانگر به عنوان نشانگر های معنی دار شناسایی شدند که بیشتر روی  کروموزوم های 30 و 6 قرار داشتند. با بررسی بیوانفورماتیکی مناطق ژنومی معنی دار در پایگاه های برخط  ensemble و genecards، ژن های کاندیدای برای بیماری یون  شناسایی شد. مهم ترین ژن های شناسایی شده  lmx1a، thsd7a، elmod2، atp6ap2، rnf150، slit3، sde2، parp1، pbx1، tfb2m، smyd3 و pycr2 بودند. آنالیز هستی شناسی نشان داد که بیشتر این ژن ها در سیستم عصبی، سیستم اسکلت سلولی، تنظیم سیتوکینز، دستگاه گلژی، فعالیت کاتالیزوری، انتقال یون کلسیم و مقاومت در برابر بیماری ها نقش دارند. تجزیه و تحلیل پویش کل ژنوم  و آنالیز هستی شناسی می تواند به شناسایی ژن های کاندیدا و مناطق مرتبط با حساسیت بهmap   در گاوهای شیری کمک کند که نقش مهمی در درمان و پیشگیری بیماری یون دارد .

genome-wide association study to identify genomic regions associated with johne’s disease in iranian holstein cattle

paratuberculosis  known as johne’s disease, is a contagious, chronic, intestinal disease in ruminants, which is caused by mycobacterium avium paratuberculosis subspecies (map) and causes a huge economic damage to the livestock industry. there is no effective treatment nor vaccine for map infection. thus, investigating the genetic regions associated with susceptibility to map infection can provide a better understanding of paratuberculosis mechanisms and contribute to the genetic improvement of animals. the aim of this study was to identify genomic regions and candidate genes associated with susceptibility to map infection in holstein dairy cattle using a genome-wide association study (gwas). for this purpose, blood samples of 150 cows were collected, and dna and serum of them were extracted.the prepared dna samples were genotyped using bovine snpchip30k (illumina). quality control of genotypes was performed based on the minor allele frequency (pmaf < 0.05), missing genotype (pmind > 0.05), genotyping rate (pgeno > 0.05), and hardy-weinberg equilibrium (ph-w < 1) 10-6) using plink software. the association was performed using a mixed linear model in plink software. after quality control, 28749 markers on 142 cows (99 cases and 43 controls) were remained for the further analysis. associations analysis showed that 16 markers located in chromosomes 30 and 6, were associated with  johne’s disease. positional candidate genes for johne’s disease were identified. the most important identified genes were lmx1a, thsd7a, elmod2, atp6ap2, rnf150, slit3, sde2, parp1, pbx1, tfb2m, smyd3 and pycr2. gene ontology analysis showed that most of the identified genes are involved in the nervous system, cytoskeleton system, regulation of cytokines, golgi apparatus, catalytic activity, calcium ion transport, and resistance to diseases. whole genome-wide association study (gwas) and ontology analysis (go) can help to identify candidate genes and regions related to sensitivity to map in dairy cows, which can play an important role in the treatment and prevention of johne’s disease.