بررسی SNPهای موجود در ژن های مرتبط با متابولیسم چربی و گلوکز در ژنوم شترهای تک‌کوهانه و دوکوهانه‌های اهلی و وحشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22034/aej.2021.135245

چکیده

هدف از تحقیق حاضر، شناسایی SNPهای موجود در ژن های مرتبط با متابولیسم چربی و گلوکز در ژنوم شترهای تک‌کوهانه و دوکوهانه اهلی و وحشی بود. بدین منظور، ابتدا ژن های مهم مرتبط با متابولیسم چربی (15 ژن) و گلوکز (17 ژن) در پستانداران با استفاده از آنالیز DDD و هم چنین مرور مقالات معتبر شناسایی شد. به منظور اعتبار‌سنجی برای ژن های انتخاب شده، آنالیز هستی‌شناسی ژن روی آن ها اجرا شده و عبارات معنی­ دار مربوط به چربی و گلوکز مشاهده شد. در مرحله بعد، SNPهای مشترک بین سه نفر شتر تک‌کوهانه (993474)، چهار نفر شتر دوکوهانه اهلی (1246741) و دو نفر شتر دوکوهانه وحشی (2586654) استخراج شده و SNPهای موجود در ژن های مورد مطالعه در کل ژنوم سه گونه شتر، شناسایی و دسته‌بندی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که بیش ترین SNPهای شناسایی شده، در نواحی اینترونی، بالادست و پایین ­دست ژن ها بوده و از انواع تغییر نوکلئوتید‌های تنظیمی به شمار می‌روند. برخی از ژن ها دارای الگوهای متفاوتی از نظر SNPها در بین سه گونه بودند. به طوری که برخی ژن ها در برخی از گونه‌ها دارای تعدادی SNP و در سایر گونه‌ها، بدون تغییر نوکلئوتید بودند. ژن های شناسایی شده به خصوص آن دسته از ژن هایی که الگوهای متفاوت تغییر نوکلئوتیدی در شترها نشان دادند را احتمالا می‌توان گزینه‌هایی برای مطالعه روند تکامل در این حیوانات قلمداد کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. خلخالی ­ایوریق، ر.؛ حافظیان، ح.؛ هدایت­ ایوریق، ن.؛ فرهادی، ا. و بختیاری‌زاده، م.ر.، 1397. شناسایی و آنالیز حذف و درج‌ها در ژنوم شترهای تک‌کوهانه ایرانی با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم. مجله تولیدات دامی. دوره 20، شماره 1، صفحات 109 تا 120.
  2. رودباری، ز. و نصیری، خ.، 1398. بررسی تنوع ژنتیکی و اثر انتخاب ژن‌های RNA ریبوزومی و ناقل در ژنوم میتوکندریایی شترهای تک‌کوهانه و دوکوهانه. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 11، شماره 4، صفحات 33 تا 38.
  3. عمری‌کولانکوه، م.؛ هدایت ایوریق، ن.؛ بوستان، آ.؛ سیدشریفی، ر.؛ واحدی، و. و خلخالی ایوریق، ر.، 1398. شناسایی هاپلوگروه‌های مادری جمعیت اسب‌های استان اردبیل با استفاده از ناحیه کنترل ژنوم میتوکندریایی. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 11، شماره 2، صفحات 63 تا 68.
  4. قربانی، ا.؛ پرنعمت خانقاه، س.؛ ماهری سیس، ن. و تقی‌نژاد رودبنه، م.، 1399. ارتباط چندشکلی ژن PIT-1 با صفات مرتبط با شیر در گاوهای نر هلشتاین. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 12، شماره 1، صفحات 59 تا 64.
  5. محمدآبادی، م.ر.، 1398. بیان ژن کلپاستاتین در بز کرکی راینی با استفاده از Real Time PCR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی. دوره 11، شماره 4، صفحات 219 تا 235.
  6. هاشمی، م.؛ احمدی، ا. و عبدلی، ر.، 1398. بررسی تنوع ژنتیکی ژن پروتئین پرایون در گوسفندان نژاد مهربان و رومانف. تحقیقات تولیدات دامی. دوره 8، شماره 4، صفحات 9 تا 18.
  7. هدایت ­ایوریق، ن.؛ زارع، ن.؛ سیدشریفی، ر.؛ خلخالی­ ایوریق، ر. و بوستان، آ.؛ 1400. شناسایی کل ریزماهواره‌ها در ژنوم شترهای دوکوهانه ایرانی با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم. مجله پژوهش ­های علوم دامی ایران. دوره 13، شماره 1.
  8. Al-Ali, A.K.; Husayni, H.A. and Power, D.M., 1988. A comprehensive biochemical analysis of the blood of the camel (Camelus dromedarius). Comparative Biochemistry and Physiology B. Vol. 89, pp: 35-37.
  9. Bakhtiarizadeh, M.R.; Moradi-Shahrbabak, M. and Ebrahimie, E., 2013. Underlying functional genomics of fat deposition in adipose tissue. Gene. Vol. 521, pp: 122-128.
  10. Benjamini, Y. and Hochberg, Y., 1995. Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing. Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological). Vol. 57, pp: 289-300.
  11. Bionaz, M. and Loor, J.J. 2008. ACSL1, AGPAT6, FABP3, LPIN1, and SLC27A6 are the most abundant isoforms in bovine mammary tissue and their expression is affected by stage of lactation. The Journal of Nutrition. Vol. 138, pp: 1019-1024.
  12. Bouâouda, H.; Achâaban, M.R.; Ouassat, M.; Oukassou, M.; Piro, M.; Challet, E.; El-Allali, K. and Pévet, P., 2014. Daily regulation of body temperature rhythm in the camel (Camelus dromedarius) exposed to experimental desert conditions. Physiological Reports. Vol. 2. e12151.
  13. Cingolani, P.; Platts, A.; Wang, L.L.; Coon, M.; Nguyen, T.; Wang, L.; Land, S.J.; Lu, X. and Ruden, D.M., 2012. A program for annotating and predicting the effects of single nucleotide polymorphisms, SnpEff: SNPs in the genome of Drosophila melanogaster strain w1118; iso-2; iso-3. Fly. Vol. 6, pp: 80-92.
  14. Danecek, P.; Auton, A.; Abecasis, G.; Albers, C.A.; Banks, E.; DePristo, M.A.; Handsaker, R.E.; Lunter, G.; Marth, G.T.; Sherry, S.T. and McVean, G., 2011. The variant call format and VCFtools. Bioinformatics. Vol. 27, pp: 2156-2158.
  15. Fagerberg, L.; Hallström, B.M.; Oksvold, P.; Kampf, C.; Djureinovic, D.; Odeberg, J.; Habuka, M.; Tahmasebpoor, S., Danielsson, A.; Edlund, K. and Asplund, A., 2014. Analysis of the human tissue-specific expression by genome-wide integration of transcriptomics and antibody-based proteomics. Molecular & Cellular Proteomics. Vol. 13, pp: 397-406.
  16. Gouin, A.; Legeai, F.; Nouhaud, P.; Whibley, A.; Simon, J.C. and Lemaitre, C., 2015. Whole-genome re-sequencing of non-model organisms: lessons from unmapped reads. Heredity. Vol. 114, pp: 494.
  17. He, D.; Ma, J.; Long, K.; Wang, X.; Li, X.; Jiang, A. and Li, M., 2017. Differential expression of genes related to glucose metabolism in domesticated pigs and wild boar. Bioscience Biotechnology and Biochemistry. Vol. 81, pp: 1478-1483.
  18. Huang, D.W.; Sherman, B.T.; and Lempicki, R.A., 2008. Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources. Nature Protocols. Vol. 4, pp: 44.
  19. Jirimutu, A.; Wang, Z.; Ding, G.; Chen, G.; Sun, Y.; Sun, Z.; Zhang, H.; Wang, L.; Hasi, S.; Zhang, Y.; Li, J. and Shi, Y., 2012. Genome sequences of wild and domestic bactrian camels. Nature Communications. Vol. 3, pp: 1202-1202.
  20. Khalkhali-Evrigh, R.; Hafezian, S.H.; Hedayat-Evrigh, N.; Farhadi, A. and Bakhtiarizadeh, M.R., 2018. Genetic variants analysis of three dromedary camels using whole genome sequencing data. PloS one. Vol. 13, p. e0204028.
  21. Khalkhali-Evrigh, R.; Hafezian, S.H.; Hedayat-Evrigh, N.; Farhadi, A. and Bakhtiarizadeh, M.R., 2019. Genome-wide identification of microsatellites and transposable elements in the dromedary camel genome using whole genome sequencing data. Frontiers in Genetics. Vol.10, 692 p.
  22. Li, B.; Qiao, L.; An, L.; Wang, W.; Liu, J.; Ren, Y.; Pan, Y.; Jing, J. and Liu, W., 2018. Transcriptome analysis of adipose tissues from two fat-tailed sheep breeds reveals key genes involved in fat deposition. BMC Genomics. Vol. 19, pp: 338.
  23. Li, B.; Zerby, H.N. and Lee, K., 2007. Heart fatty acid binding protein is upregulated during porcine adipocyte development. Journal of Animal Science. Vol. 85, pp: 1651-1659.
  24. Ming, L.; Yuan, L.; Yi, L.; Ding, G.; Hasi, S.; Chen, G.; Jambl, T.; Hedayat-Evrigh, N.; Batmunkh, M.; Badmaevna, G.K. and Gan-Erdene, T., 2020. Whole-genome sequencing of 128 camels across Asia reveals origin and migration of domestic Bactrian camels. Communications Biology. Vol. 3, pp: 1-9.
  25. Rose, A.B., 2018. Introns as Gene Regulators: A Brick on the Accelerator. Frontiers in Genetics. Vol. 9.
  26. Ross, J.M.; Öberg, J.; Brené, S.; Coppotelli, G.; Terzioglu, M.; Pernold, K.; Goiny, M.; Sitnikov, R.; Kehr, J.; Trifunovic, A. and Larsson, N.G., 2010. High brain lactate is a hallmark of aging and caused by a shift in the lactate dehydrogenase A/B ratio. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 107, pp: 20087-20092.
  27. Saltiel, A.R. and Kahn, C.R., 2001. Insulin signalling and the regulation of glucose and lipid metabolism. Nature. Vol. 414, pp: 799.
  28. Shaul, O., 2017. How introns enhance gene expression. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. Vol. 91, pp: 145-155.
  29. Shearer, J.; Fueger, P.T.; Bracy, D.P.; Wasserman, D.H. and Rottman, J.N., 2005. Partial gene deletion of heart-type fatty acid–binding protein limits the severity of dietary induced insulin resistance. Diabetes. Vol. 54, pp: 3133-3139.
  30. Webb, G.C.; Akbar, M.S.; Zhao, C. and Steiner, D.F., 2000. Expression profiling of pancreatic β cells: glucose regulation of secretory and metabolic pathway genes. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 97, pp: 5773-5778.
  31. Wu, H.; Guang, X.; Al-Fageeh, M.B.; Cao, J.; Pan, S.; Zhou, H.; Zhang, L.; Abutarboush, M.H.; Xing, Y.; Xie, Z. and Alshanqeeti, A.S., 2014. Camelid genomes reveal evolution and adaptation to desert environments. Nature Communications. Vol. 5, pp: 5188.
  32. Wu, Y.; Pan, Q.; Yan, H.; Zhang, K.; Guo, X.; Xu, Z.; Yang, W.; Qi, Y.; Guo, C.A.; Hornsby, C. and Zhang, L., 2018. Novel Mechanism of Foxo1 phosphorylation in glucagon signaling in control of glucose homeostasis. Diabetes. Vol. 67, pp: 2167-2182.
  33. Zhao, S.M.; Ren, L.J.; Chen, L.; Zhang, X.; Cheng, M.L.; Li, W.Z.; Zhang, Y.Y. and Gao, S.Z., 2009. Differential expression of lipid metabolism related genes in porcine muscle tissue leading to different intramuscular fat deposition. Lipids. Vol. 44, pp: 1029.