رمزگشایی الگوی بیان ژن در تکامل جنینی گاو: بینش هایی در مورد شبکه های تنظیمی کلیدی و پیامدهای آن برای فناوری های تولیدمثل

نویسندگان

1 دکتری اصلاح نژاد دام، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

2 دانشیار، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت.

3 دانشیار، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران.

4 دانشیار، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران.

doi
10.22103/jab.2025.25080.1705
چکیده

هدف: الگوهای بیان ژن‌های مرتبط با رشد در طول رشد جنین گاو، فرآیندهای بسیار تنظیم‌شده‌ای هستند که تحت تأثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرار دارند. این مطالعه بینش‌های جدیدی در مورد این الگوها ارائه می‌دهد و بینش پیشرفته‌ای را در مورد رشد جنین و شناسایی کاندیداهای امیدوارکننده برای بهبود فناوری‌های تولید مثل در اصلاح نژاد گاو ارائه می‌دهد. مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر، داده‌های بیان ژن مربوط به جنین‌های گاوی با شماره دسترسی (GEO: GSE18290) با استفاده از GEO2R تحلیل شدند تا ژن‌هایی با بیان متفاوت (DEGs) را در مراحل کلیدی رشد از اووسیت تا مرحله ۲ سلولی، مرحله ۴ سلولی تا ۱۶ سلولی، و مورولا تا بلاستوسیت شناسایی شوند. سپس، آنالیز غنی‌سازی ژن (GO) و مسیرهای KEGG به منظور شناسایی فرآیندهای زیستی مهم مرتبط با DEGهای شناسایی شده انجام شد. سپس، شبکه برهمکنش پروتئین-پروتئین (PPI) برای بررسی ارتباطات بین ژن‌های هاب، همراه با شناسایی میکروRNAهای (miRNAها) و فاکتورهای رونویسی مربوطه ساخته شد. نتایج: این تجزیه و تحلیل، بیان متفاوت ۲۲۴۴ ژن (1026 ژن بیان بالا، 1218 بیان پایین) را در طول گذر ازمرحله اووسیت به ۲ سلولی، ۲۳۷۹ ژن (۱۱۴۶ ژن افزایش بیان، ۱۲۳۳ ژن کاهش بیان) را در طول پیشرفت از ۴ سلولی به ۱۶ سلولی و ۱۵۴۴ ژن (۸۲۱ ژن افزایش بیان، ۷۲۳ ژن کاهش بیان) را در طول تغییر از دوره‌های مورولا به بلاستوسیست شناسایی کرد. آنالیزهای GO و KEGG فرآیندهای بیولوژیکی غنی‌شده‌ای مانند کاتابولیسم mRNA، تخریب واسطه کدهای بی‌معنی، فعال‌سازی ماست‌سل‌ها، فسفوریلاسیون پروتئین، سیگنال‌دهی فاکتور رشد عصبی، تنظیم رگ‌زایی، سیگنال‌دهی MAPK و Rap1 و پردازش پروتئین شبکه آندوپلاسمی را برجسته کردند. ژن‌های هاب کلیدی، از جمله HSPA1A ، PPARGC1A، AKT2، EGR1 و HSDL2، به همراه miRNA های (bta-miR-103a-3p و bta-miR-769-5p) و فاکتورهای رونویسی (HSF1، FOXA2، FOXO1 و CREB) مرتبط شناسایی شدند. . نتیجه‌گیری: نتایج تجزیه و تحلیل مطالع تغییرات بیان ژن در هر مرحله را نشان داد و مسیرهای بیولوژیکی کلیدی و شبکه‌های تنظیمی دخیل در رشد جنین گاو را برجسته کرد. ژن‌های مرکزی، miRNAها و فاکتورهای رونویسی به عنوان نشانگرهای زیستی و اهداف بالقوه شناسایی شدند. این یافته‌ها بینش‌های مولکولی ارزشمندی را ارائه می‌دهند که می‌توانند برای بهبود فناوری‌های تولید مثلی و باروری در پرورش گاو به کار روند.