تجزیه و تحلیل خوشه ای صفت تولید چربی شیر در گاوهای شیری با استفاده از فراتحلیل مطالعات پویش ژنومی

نویسندگان

1 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

3 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهدف ایران

doi
10.22034/as.2022.37887.1545
چکیده

زمینه مطالعاتی: فراتحلیل، یک روش آماری است که نتایج حاصل از مطالعات متعدد علمی را با هم ترکیب می‌کند. هدف: این مطالعه با هدف بررسی فراتحلیل مطالعات پویش ژنومی (GWAS) در تجزیه و تحلیل خوشه‌ای تلاش می کند تا با تجمیع مطالعات انفرادی، صحت نتایج حاصل از مطالعات متعدّد را افزایش دهد. همچنین در این تحقیق تلاش شد که با استفاده از تجزیه و تحلیل شبکه، درک بهتری از معماری ژنتیکی صفت مورد مطالعه فراهم آید. روش‌کار: در این مطالعه، داده‌های مربوط به ژنهای مرتبط با تولید چربی شیر به روش GWAS مورد استفاده قرار گرفت. داده‌ها از 19 مطالعه از سال 2010 تا 2019 از نژادهای مختلف گاو شیری (نژاد هلشتاین، جرسی، سوئیسی قهوه‌ای و قرمز سوئدی) جمع‌آوری شد. با استفاده از روش فراتحلیل، تمام ژنهای قابل دسترس از خلاصه GWAS (223 ژن) با تعاملات پروتئین-پروتئین (PPIs) در شبکه‌های مولکولی با هم ترکیب شدند، که سهم بسزایی در افزایش توان شناسایی ژنهای موثر بر مقدار تولید چربی شیر داشتند. تجزیه و تحلیل و تجسم این ژنها با استفاده از پلاگین STRING (V1.5.0) در نرم‌افزار Cytoscape (V3.7.2) اجرا شد. برای خوشه‌بندی ژنها در شبکه از پلاگین MCODE (V1.5.1) در نرم‌افزارCytoscape استفاده شد. این پلاگین مناطق متراکم و متصل را با وزن‌دهی ژنها بر اساس تراکم موقعیت محلی آنها تشخیص می‌دهد. علاوه بر این، برای تعیین اصطلاحات بیولوژیکی (عملکرد مولکولی، فرآیند بیولوژیکی و اجزای سلولی) مرتبط با مناطق ژنومی و شناسایی شبکه‌های ژنی از نرم‌افزار DAVID (V6.7) برای آنالیز مسیریابی‌های غنی شده استفاده شد. نتایج: PPIs منبع مهمی از اطلاعات مربوط به فرآیندهای بیولوژیکی وعملکردهای متابولیکی را در صفت مربوطه فراهم کرد. در مطالعه حاضر، شبکه برهمکنش پروتئین‌هایی که در تنظیم مقدار تولید چربی شیر نقش داشتند، ترسیم شدند. در این شبکه حدوداً 7 خوشه شناسایی و گروه‌بندی شدند. پروتئین‌های موجود در خوشه‌ها (به عنوان مثال در خوشه 1:ARHGAP39،CPSF1 ، CYHR1، PPP1R16A، GRINA، MROH1 و SMPD5) در PPIs مورد بررسی قرار گرفتند. خوشه‌های 1 و 2 در بین همه‌ی خوشه‌های گزارش شده از امتیاز بالایی برخوردار بودند. نتیجه‌گیری کلی: فراتحلیل خلاصه‌های آماری پویش ژنومی می‌تواند درک وسیعی از تجسم شبکه و تجزیه و تحلیل خوشه‌ای از ژن‌های شناسایی شده در مسیرهای غنی شده ایجاد کند. ژن‌های مهم شناسایی شده در این فرآیند می‌تواند در ارزیابی‌های ژنومی و برنامه‌های اصلاح نژادی در مجموعه‌ای از گاوهای شیری در آینده برای تولید چربی شیر مفید باشد.