فراتحلیل مطالعات پویش ژنومی برای صفت نمره سلول های بدنی در گاوهای شیری

ورم پستان یک بیماری التهابی در گاوهای شیری است که در پاسخ به قرار گرفتن در محیطی با عوامل عفونی رخ می دهد. این بیماری التهابی، خسارات اقتصادی فراوانی را بر صنعت گاو شیری وارد می کند. در دهه های اخیر، از امتیازدهی سلول های بدنی به عنوان روشی غیرمستقیم برای کنترل ورم پستان استفاده شده است. مقاومت در برابر بیماری های عفونت زا به صورت توانایی پاسخ ایمنی حیوان در جلوگیری از تکثیر عوامل بیماری زا پس از ایجاد عفونت تعریف می شود. مطالعات نشان داده اند که حیوانات، توانایی ژنتیکی متفاوتی برای ایجاد پاسخ ایمنی در برابر بیماری ورم پستان دارند. مقاومت ژنتیکی به ورم پستان شامل سازوکارهای بیولوژیکی به هم پیوسته ای است که در نتیجه تفاوت های موجود در پاسخ به ورم پستان ایجاد می شود و سطوح مختلف پاسخ ایمنی را فعال و تنظیم می کند. درک بهتر سیستم ایمنی بدن و مسیرهای متابولیکی درگیر در پاسخ به عوامل مختلف بیماری زا ممکن است به عنوان روشی مکمل برای کنترل بیماری استفاده شود. تحقیقات متعددی سازوکارهای ژنتیکی موثر بر امتیازدهی سلول های سوماتیک را در گاوهای شیری مورد بررسی و ارزیابی قرار داده اند. بسیاری از ژن های کاندیدای موثر بر امتیازدهی سلول های سوماتیک معرفی شده است، اما هنوز روابط پیچیده ی بین ژن ها و مسیرهای موثر بر آن به طور کامل مشخص نشده است. هدف اصلی این تحقیق، یکپارچه سازی و فراتحلیل نتایج حاصل از تحقیقات اخیر در زمینه مطالعات پویش ژنومی به منظور دست یابی به مجموعه ای از ژن-های مهم و مسیرهای غنی شده در ارتباط با بیماری ورم پستان می باشد.

جستجو برای مجموعه مطالعات پویش ژنومی در گوگل اسکولار با استفاده از کلید واژه های گاوهای شیری، مطالعات پویش ژنومی و امتیازدهی سلول های بدنی انجام شد. مجموعه ژن های حاصل در جمعیت های مختلفی از نژادهای گاوهای شیری (نژاد هلشتاین و فریزین و گاوهای قرمز رنگ) در 11 مطالعه مستقل از سال 2011 تا 2019 در دسترس بود. تعداد 218 ژن از مطالعات قبلی مطالعات پویش ژنومی، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نمودار ون، تعداد ژن های مشترک در گاوهای شیری مورد بررسی قرار گرفت. سپس، تمامی ژن های قابل دسترس با استفاده از روش فراتحلیل با هم ترکیب و ارزیابی شدند. برای تجزیه و تحلیل هستی شناسی ژن ها و مسیرهای KEGG از پلاگین ClueGO v2.5.4 و برای تجسم ژن ها و تعاملات پروتیین - پروتیین از پلاگین CluePedia v1.5.4 در نرم افزار Cytoscape v3.7.2 استفاده شد.

نتایج این مطالعه نشان داد که ژن های U6، DCK و NPFFR2 به عنوان اصلی ترین ژن های کاندیدا، نقش مهمی در مقابله با عفونت و عوامل بیماری زا در بروز بیماری ورم پستان دارند. فرآیندهای بیولوژیکی، اجزای سلولی، عملکرد مولکولی و مسیرهای مرتبط مورد شناسایی قرار گرفت. مهمترین مسیرهای فرآیند بیولوژیکی، اجزای سلولی و عملکرد مولکولی به ترتیب رشد سلولی مزانشیمی (4e-92/3P=)، غشای پلاسمایی آپیکال (3e-83/2P=) و املاح: فعالیت همزمان کاتیونی (4e-71/3P=) بودند.

در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که فراتحلیل مبتنی بر ترکیب مطالعات مستقل، مهمترین ژن های کاندیدا و مسیرهای مقابله با ورم پستان را آشکار می نماید. این اطلاعات پایه های محکمی را برای توسعه درمان های جدید ورم پستان فراهم می-کند. بنابراین، شناسایی ژن های مهم و غنی سازی عبارات هستی شناسی ژن ها (با توان و صحت بالا) می تواند نقش موثری در ارزیابی ژنومی و طراحی برنامه های اصلاح نژادی با هدف کنترل ورم پستان در گاوهای شیری داشته باشد