
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,608,206 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,898 |
شناسایی ریزRNAها، ژنهای هدف و مسیرهای سیگنالدهی مرتبط با تولید شیر با استفاده از miRNA-seq | ||
نشریه پژوهش در نشخوار کنندگان | ||
مقاله 6، دوره 5، شماره 4، اسفند 1396، صفحه 73-86 اصل مقاله (720.56 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejrr.2017.13918.1582 | ||
نویسندگان | ||
همایون فرهنگ فر1؛ الهام بهدانی* 2 | ||
1دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند | ||
2دانشگاه رامین خوزستان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: مولکولهای ریزRNA توالیهای کوتاهی (با میانگین طول 22 نوکلئوتید) هستند که با اثر بر تنظیم بیان ژنها فرآیندهای بیولوژیکی بسیاری را تحت تأثیر قرار میدهند. تولید شیر فرآیند فیزیولوژیکی میباشد که تحت تأثیر تعداد بسیار زیادی از ژنها، ریزRNAها، مسیرهای ژنی و مسیرهای سیگنالدهی قرار میگیرد. در این مطالعه با بررسی مولکولهای محافظت شده ریزRNA در بین گونههای موش، گاو و بز به شناسایی ریزRNAها، ژنهای هدف آنها و مسیرهای ژنی مرتبط با تولید شیر پرداخته شد. مواد و روشها: در این مطالعه جهت بررسی مکانسیم مولکولی اثر ریزRNAها بر تولید شیر، ابتدا دادههای مورد نظر با شماره دسترسی GSM1295115 برای گونه موش، GSM1295118 برای گونه گاو و GSM969927 برای گونه بز از پایگاه داده GEO دانلود شدند. شناسایی ریزRNAها با استفاده از نرمافزار mirdeep2 انجام شد. در این مطالعه از پایگاه داده mirwalk برای شناسایی ژنهای هدف ریزRNAهایی که دربافت پستان هر سه گونه بیان میشوند؛ استفاده گردید. پایگاه اطلاعاتی mirwalk قادر به تخمین ژنهای هدف بر اساس الگوریتمهای ده پایگاه اطلاعاتی دیگر میباشد. ترسیم ارتباطات ژنی شبکه برهمکنش ریزRNAها و ژنهای هدفشان توسط نرمافزار cytoscape انجام شد. جهت بررسی مسیرهای ژنی و سیگنالدهی مرتبط با ژنهای هدف از پایگاه اطلاعاتی DAVID استفاده شد. یافتهها: بر اساس نتایج این مطالعه ژنهای miR-93-5p، miR-27b-3p، miR-27a-3p و miR-200c-3p از مهمترین ریزRNAها و ژنهای Pten، Rlim، Pdik1l و Setd5 از مهمترین ژنهای هدف در فرآیند تولید شیر و مسیرهای بیوسنتزی ترکیبات شیر بودند. از مهمترین نتایج این مطالعه معرفی Setd5 به عنوان یک ژن جدید مرتبط با فرآیند تولید شیر میباشد. آنالیز مسیرهای ژنی نشان داد که مسیر چسبندگی کانونی، مسیر سیگنالدهیMAPK ، مسیر سیگنالدهی mTOR، مسیر سیگنادهی PI3K-Akt و مسیر سیگنالدهی نروتروفین از مهمترین مسیرهای ژنی میباشند که توسط ژنهای هدف فعال شده و نقش مهمی در بیوسنتز تولید شیر و توسعه بافت پستانی دارند. این مسیرهای ژنی میتوانند با اثرگذاری بر تکثیر سلولهای آلوئول، افزایش انشعابات، توسعه بافت پستانی، متابولیسم اسیدهای آمینه، اثر بر سیستم اندوکرینی، مسیرهای سیگنادهی پرولاکتین و سنتز ترکیبات شیر مانند چربی، پروتئین و لاکتوز، فیزیولوژی و بیولوژی تولید شیر را تحت تأثیر قرار دهند. نتیجهگیری: با توجه به نقش حیاتی ریزRNAهای مهم در شبکه مورد بررسی و ژنهای هدف این مولکولها و همچنین مسیرهای ژنی مورد مطالعه، میتوان در برنامههای اصلاح نژادی به عنوان مهمترین تنظیمکنندههای مربوط به فرآیند تولید شیر از آنها بهره برد. از این اطلاعات میتوان جهت معرفی و کاربرد ژنهای کاندید و کاربرد آنها در روش انتخاب به کمک ژن و یا انتخاب ژنومی استفاده کرد. با توجه به اینکه تولید شیر با توسعه و تکامل بافت پستانی همراه میباشد، مولکولهای ریزRNA و ژنهای هدفی که در این مطالعه به آن پرداخته شده است، میتوانند کاندید مناسبی در کلیه فرآیندهای تکامل و تمایز نیز مطرح گردند. | ||
کلیدواژهها | ||
مقایسه بین گونهای؛ دادههای توالییابی ریزRNA؛ تولید شیر | ||
مراجع | ||
1.Anderson, S.M., Rudolph, M.C., McManaman, J.L., and Neville, M.C. 2007. Key stages in mammary gland development. Secretory activation in the mammary gland: it's not just about milk protein synthesis. Breast. Cancer. Res. 9: 1-7. 2.Bach, I., Rodriguez-Esteban, C., Carrière, C., Bhushan, A., Krones, A., Rose, D.W., Glass, C.K., Andersen, B., Belmonte, J.C.I., and Rosenfeld, M.G. 1999. RLIM inhibits functional activity of LIM homeodomain transcription factors via recruitment of the histone deacetylase complex. Nat. Genet. 22: 394-399. 3.Baghizadeh, A., Bahaaddini, M., Mohamadabadi, M., and Askari, N. 2009. Allelic variations in exon 2 of Caprine MHC Class II DRB3 Gene in Raeini Cashmere goat. Am-Eurasian J. Agric. Environ. Sci. 6: 445-454. 4.Bao, Z., Lin, J., Ye, L., Zhang, Q., Chen, J., Yang, Q., and Yu, Q. 2016. Modulation of Mammary Gland Development and Milk Production by Growth Hormone Expression in GH Transgenic Goats. Front. Physiol. 7: 74-79. 5.Bar-Sagi, D., Fernandez, A ,.and Feramisco, J.R. 1987. Regulation of membrane turnover byras proteins. Bioscience. Rep. 7: 427-434. 6.Bolger, A.M., Lohse, M., and Usadel, B. 2014. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 30: 2114-2120. 7.Booth, A.K. and Gutierrez-Hartmann, A. 2015. Signaling pathways regulating pituitary lactotrope homeostasis and tumorigenesis, in Recent Advances in Prolactin Research. Springer. p. 37-59. 8.Buitenhuis, B., Poulsen, N.A., Larsen, L.B., and Sehested, J. 2015 .Estimation of genetic parameters and detection of quantitative trait loci for minerals in Danish Holstein and Danish Jersey milk. BMC. Genet. 16: 19-25. 9.Fndrews, S., 2010. FastQC: a quality control tool for high throughput sequence data. 175-176. 10.Friedman, R.C., Farh ,K.K.H., Burge, C.B., and Bartel, D.P. 2009. Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs. Genome. Res. 19: 92-105. 11.Gregory, P.A., Bert, A.G., Paterson, E.L., Barry, S.C., Tsykin, A., Farshid, G., Vadas, M.A., Khew-Goodall, Y., and Goodall, G.J. 2008. The miR-200 family and miR-205 regulate epithelial to mesenchymal transition by targeting ZEB1 and SIP1. Nat. Cell. Biol. 10: 593- 601. 12. Gu, Y., Li, M., Wang, T., Liang, Y., Zhong, Z., Wang, X., Zhou, Q., Chen, L., Lang, Q., and He, Z. 2012. Lactation-related microRNA expression profiles of porcine breast milk exosomes. PLoS. One. 7: e43691. 13.Hassiotou, F., Twigger, A.-J., Pundavela, J., Roselli, S., Hartmann, P., Geddes, D., and Hondermarck, H. 2014. Neurotrophin synthesis by mammary cells during lactation (623.19). FASEB. J. 28: 619-623. 14.Izumi, H., Kosaka, N., Shimizu, T., Sekine, K., Ochiya, T., and Takase, M. 2014. Timedependent expression profiles of microRNAs and mRNAs in rat milk whey. PLoS. One. 9: e88843. 15.Jankiewicz, M., Groner, B., and Desrivières, S. 2006. Mammalian target of rapamycin regulates the growth of mammary epithelial cells through the inhibitor of deoxyribonucleic acid binding Id1 and their functional differentiation through Id2. Mol. Endocrinol. 20: 2369- 2381. 16. Jiang, N., Wang, Y., Yu, Z., Hu, L., Liu, C., Gao, X., and Zheng, S. 2015. WISP3 (CCN6) regulates milk protein synthesis and cell growth through mTOR signaling in dairy cow mammary epithelial cells. DNA Cell. Biol. 34: 524-533. 17. Jiao, B., Ma, H., Shokhirev, M.N., Drung, A., Yang, Q., Shin, J., Lu, S., Byron, M., Kalantry, S., and Mercurio, A.M. 2012. Paternal RLIM/Rnf12 is a survival factor for milkproducing alveolar cells. Cell. 149: 630-641. 18.Katz, E .and Streuli, C.H. 2007. The extracellular matrix as an adhesion checkpoint for mammary epithelial function. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 39: 715-726. 19.Kharrati, K.H., Mohammad, A.M., Ansari, M.S., Esmaili, Z.K.A., Tarang ,A., and Nikbakhti, M. 2011. Genetic Variation of DGAT1 Gene and its Association with Milk Production in Iranian Holstein Cattle Breed Population. IJASR. 3: 185-192. 20.Kharrati Koopaei, H., Mohammadabadi, M.R., Ansari Mahyari, S., Esmailizadeh, A.K., Tarang, A. and Nikbakhti, M 2012. Effect of DGAT1 variants on milk composition traits in Iranian Holstein cattle population. Iran. J. Anim. Sci. Res. 3: 185-192. (In Persian). 21.Li, D., Xie, X., Wang, J., Bian, Y., Li, Q., Gao, X., and Wang, C. 2015. MiR-486 regulates lactation and targets the PTEN gene in cow mammary glands. PloS one. 10: e0118284. 22.Li, Z., Liu, H., Jin, X., Lo, L., and Liu, J. 2012. Expression profiles of microRNAs from lactating and non-lactating bovine mammary glands and identification of miRNA related to lactation. BMC Genomics. 3: 12-22. 23.Lin, X.Z., Luo, J., Zhang, L.P., Wang, W., Shi, H.B., and Zhu, J.J. 2013. MiR-27a suppresses triglyceride accumulation and affects gene mRNA expression associated with fat metabolism in dairy goat mammary gland epithelial cells. Gene. 521: 15-23. 24.Melnik, B.C., John, S.M., Carrera-Bastos, P., and Cordain, L. 2012. The impact of cow's milk-mediated mTORC1-signaling in the initiation and progression of prostate cancer. Nutr. Metab. 9: 21-32. 25.Moghadaszadeh, M., Mohammadabadi, M.R., and Esmailizadeh, A.K. 2015. Association of Exon 2 of BMP15 Gene with the Litter Size in the Raini Cashmere Goat. G3M. 13: 4062- 4067. 26.Naeem, A., Zhong, K., Moisá, S., Drackley, J., Moyes, K., and Loor, J. 2012. Bioinformatics analysis of microRNA and putative target genes in bovine mammary tissue infected with Streptococcus uberis. J. Dairy. Sci. 95: 6397-6408. 27.O'Connell, R.M., Rao, D.S., Chaudhuri, A.A., and Baltimore, D. 2010. Physiological and pathological roles for microRNAs in the immune system. Nat. Rev. Immunol. 10: 111-122. 28.Oliver, C.H. and Watson, C.J. 2013. Making milk: A new link between STAT5 and Akt1. JAK-STAT. 2: 2154-2168. 29.Ortega-Molina, A. and Serrano, M. 2013. PTEN in cancer, metabolism, and aging. Trends Endocrinol. Metab. 24: 184-189. 30.Osipovich, A.B., Gangula, R., Vianna, P.G., and Magnuson, M.A. 2016. Setd5 is essential for mammalian development and co-transcriptional regulation of histone acetylation. Development. 14: 146-155. 31.Poissonnier, L., Villain ,G., Soncin, F., and Mattot, V. 2014. miR126-5p repression of ALCAM and SetD5 in endothelial cells regulates leucocyte adhesion and transmigration. Cardiovasc. Res. cvu040. 32.Raven, L.A., Cocks, B.G., Goddard, M.E., Pryce, J.E., and Hayes, B.J. .2014. Genetic variants in mammary development, prolactin signalling and involution pathways explain considerable variation in bovine milk production and milk composition. Genet. Select. Evol. 46: 110-117. 33.Shamsalddini, S., Mohammadabadi, M.R., and Esmailizadeh, A.K. 2016. Polymorphism of the prolactin gene and its effect on fiber traits in goat. Russ. J. Genet. 52: 405-408. 34.Takahashi, R.U., Miyazaki, H., and Ochiya, T. 2015. The roles of microRNAs in breast cancer. Cancers. 7: 598-616. 35.Tanaka, T., Haneda, S., Imakawa, K., Sakai, S., and Nagaoka, K. 2009. A microRNA, miR- 101a, controls mammary gland development by regulating cyclooxygenase-2 expression. Differentiation. 77: 181-187. 36.Ucar, A., Vafaizadeh, V., Jarry, H., Fiedler, J., Klemmt, P.A., Thum, T., Groner, B., and Chowdhury, K. 2010. miR-212 and miR-132 are required for epithelial stromal interactions necessary for mouse mammary gland development. Nat. Genet. 42: 1101-1108. 37.Urbich, C., Kuehbacher, A., and Dimmeler, S. 2008. Role of microRNAs in vascular diseases, inflammation and angiogenesis. Cardiovas. Res. 4: 581-588. 38.Wang, C., Long, K., Jin, L., Huang, S., Li, D., Ma, X., Wei, M., Gu, Y., Ma, J., and Zhang, H. 2015. Identification of conserved microRNAs in peripheral blood from giant panda: expression of mammary gland-related microRNAs during late pregnancy and early lactation. Genet. Mol. Res. 14: 14216-14228. 39.Warnefors, M., Liechti, A., Halbert, J., Valloton, D., and Kaessmann, H. 2014. Conserved microRNA editing in mammalian evolution, development and disease. Genome Biol. 15: 1. 40.Yang, H., Kong, W., He, L., Zhao, J.J., O'Donnell, J.D., Wang, J., Wenham, R.M., Coppola, D., Kruk, P.A., and Nicosia, S.V. 2008. MicroRNA expression profiling in human ovarian cancer: miR-214 induces cell survival and cisplatin resistance by targeting PTEN. Cancer Res. 68: 425-433. 41.Zhang, C., Zhao, Y., Wang, Y., Wu, H., Fang, X., and Chen, H. 2014. Deep RNA sequencing reveals that microRNAs play a key role in lactation in rats. J. Nutr. 144: 1142-1149. 42.Zhao, Y., Wang, P., Meng, J., Ji, Y., Xu, D., Chen, T., Fan, R., Yu, X., Yao, J., and Dong, C. 2015. MicroRNA-27a-3p Inhibits Melanogenesis in Mouse Skin Melanocytes by Targeting Wnt3a. Int. J. Mol. Sci. 16: 10921-10933. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 545 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 716 |