عنوان

بررسی بیوانفورماتیکی بیماری ورم پستان در گاوهای نژاد هلشتاین با استفاده از نمایه بیان ژنی

شماره

‭۱۶۷۸۴پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی بیوانفورماتیکی بیماری ورم پستان در گاوهای نژاد هلشتاین با استفاده از نمایه بیان ژنی

نام نخستين پديدآور

/صمد وجدی حکم‌آباد

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۵‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

علوم دامی گرایش اصلاح نژاد دام

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۲۰‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

ورم پستان شایع‌صترین بیماری تولید و از نظر اقتصادی مهم‌صترین بیماری در صنعت پرورش گاوشیری به شمار می‌صرود .افت تولید شیر تنها بخش کوچکی از تاثیرات آن می‌صباشد .ورم پستان یک بیماری کاملا پیچیده بوده و عوامل مختلفی از جمله گونه، سویه‌صی پاتوژن، میزبان و موارد مرتبط با آن) ژنوتیپ، وضعیت فیزیولوژیکی، سن و (... و فاکتورهای مدیریتی و محیطی بر نحوه‌صی بروز آن تاثیر می-گذارد .به منظور توسعه‌صی استراتژی‌صهای جدید برای جلوگیری از ورم پستان، داشتن فهم درست از جزئیات و مکانیسم‌صهای مولکولی درگیر در پاسخ‌صهای ایمنی میزبان به عوامل بیماری‌صزا ضروری می‌صباشد .در این تحقیق، ابتدا با استفاده از اطلاعات ترانسکریپتومیکس در دسترس در پایگاه‌صهای داده‌صهای بیان ژنی و بکارگیری ابزارها و روش‌صهای بیوانفورماتیکی به بررسی شبکه‌صهای ژنی درگیر در این بیماری در زمان آلودگی بافت پستان به باکتری‌صهای اشرشیاکلای و استافیلوکوکوس اورئوس پرداخته شد و شبکه‌صی برهم-کنش پروتئین-صپروتئین به دست آمده از ژن‌صهای دارای بیان افتراقی در بافت پستان آلوده شده با اشرشیا کلای و استافیلوکوکوس اورئوس بعد از گذشت سه و شش ساعت از زمان آلودگی تعیین شد .در این پژوهش با استفاده از داده‌صهای ریزآرایه نشان داده شد که هر باکتری پس از وارد شدن در بافت پستان یک‌صسری ژن را فراتنظیم، یا فروتنظیم کرده و شبکه‌صهای ژنی مختلفی را درگیر کرده و مسیرهای مختلفی را فعال و یا غیرفعال می‌صنماید .هم‌صچنین، مشاهده شد که شبکه‌صهای ژنی تشکیل شده توسط این دو باکتری در هر دو زمان نمونه‌صگیری متفاوت بوده و هر کدام دارای یک‌صسری ژن‌صهای کلیدی بودند .نتایج به دست آمده از آنالیز شبکه‌صی برهم‌صکنش پروتئین-صپروتئین در زمان آلودگی بافت پستان به اشرشیا کلای نشان داد که ژن‌صهای‮‭IL۶‬ ،‮‭IFIH۱‬ ،‮‭PARP۱۴‬ ، ‮‭IL۱B‬ ،‮‭ISG۱۵‬ ،‮‭GRO۱‬ ، ‮‭IFIT۳‬، ‮‭CCL۵‬،‮‭ICAM۱‬ ، ‮‭IRF۹‬ و ‮‭NOS۲‬ دارای بیش‌صترین درجه بودند که به عنوان هاب‌صهای شبکه عمل می‌صکردند .در صورتی که در زمان آلودگی با استافیلوکوکوس اورئوس، ژن‌صهای‮‭IL۶‬ ،‮‭JUN‬ ، ‮‭CCL۲‬،‮‭GRO۱‬ ،‮‭CCL۲۰‬ ،‮‭MMP۹‬ ،‮‭BIRC۳‬ ،‮‭NFKB۲‬ ، ‮‭CXCL۳‬ و ‮‭NFKBIA‬ در سه ساعت پس از ایجاد آلودگی بیش-ترین درجه را داشتند در حالی که بعد از گذشت شش ساعت از ایجاد آلودگی، ژن‌صهای‮‭TP۵۳‬ ،‮‭PCNA‬ ،‮‭JUN‬ ، ‮‭CDC۲۰‬،‮‭AURKB‬ ،‮‭HDAC۱‬،‮‭CCL۲‬ ،‮‭FOS‬ ، ‮‭CCNA۲‬، ‮‭U۲AF۱‬و‮‭DKC۱‬ دارای بیش‌صترین درجه بودند که به عنوان هاب‌صهای شبکه عمل می‌صکردند .نتایج نشان داد که با گذشت زمان از آغاز آلودگی اولا تعداد ژن‌صهای بیش‌صتری درگیر شدند، ثانیا بخشی از ژن‌صهایی که محصولات آن‌صها نقش‌ص‍ هاب را در این زمان‌صها بازی می‌صکردند، متفاوت بودند که این مسئله حاکی از آن است که رفتار ژن‌صها در طول یک آلودگی ثابت نمی‌صماند و اگر ما شناخت دقیقی از ژن‌صهای کلیدی و رفتار آن‌صها داشته باشیم می‌صتوانیم به کاندیدهای دارویی برسیم .به طور کلی شبکه‌صهای کلی و محلی بیولوژیکی، چشم انداز مهمی از برهم‌صکنش پاتوژن میزبان در حین عفونت فراهم می‌صنماید که می‌صتواند نقطه شروع مدل‌صسازی بیولوژی سیستم‌صها در گسترش مداخلات درمانی و پیش‌صگیری‌صکننده بالقوه باشد .در پانزده سال اخیر تعداد زیادی جایگاه صفات کمی ‮‭(QTL)‬ موثر بر وقوع ورم پستان و یا صفات مرتبط با آن، نظیر امتیاز تعداد سلول‌صهای بدنی ‮‭(SCS)‬ در گاو شناسایی شده است، ولی اطلاعات کمی در خصوص معماری مولکولی‮‭QTL‬ های موثر بر حساسیت به این بیماری، مکانیسم‌صهای تنظیمی و مسیرهای مولکولی مسبب حساسیت به ورم پستان وجود دارد .با توجه به این که نقش مهم برخی از فاکتورهای رونویسی در تنظیم شبکه‌صی ژنی بیماری‌صها گزارش شده است، برای اولین بار آنالیز ناحیه‌صی پروموتر ژن‌صهای دارای بیان افتراقی در بافت پستان گاوهای هلشتاین مقاوم و حساس به ورم پستان انجام شد و فاکتورهای رونویسی که ممکن است در این بیماری دخیل باشند، پیش‌صبینی شد .سپس با استفاده از روش‌صهای یادگیری ماشین، انتخاب ویژگی و درخت‌صهای تصمیم‌صگیری، مهم‌صترین فاکتورهای رونویسی برای هر ژنوتیپ) مقاوم و حساس (و هر باکتری) اشرشیا کلای، استافیلوکوکوس اورئوس و استرپتوکوکوس یوبریس (معرفی شدند .بین فاکتورهای رونویسی پیش‌صبینی شده برای ژنوتیپ‌صهای مقاوم و حساس گاوهای شیری به ورم پستان و باکتری‌صهای متفاوت، اختلاف وجود داشت

متن يادداشت

Mastitis is one of the most prevalent and costly diseases affecting the dairy industry. Reduction in milk production is only a small part of its effects. Mastitis is a complex disease and various factors such as specie and strain of pathogens, host and related items (genotype, physiological status, age, etc.), managerial and environmental factors affects its incidence manner. In order to develop new strategies for prevention of mastitis, it is necessary to have a clear understanding of the details and molecular mechanisms involved in host immunological responses to the pathogen. In this study, using the available transcriptomics information in the gene expression databases and bioinformatics tools to study involved gene networks at the time of udder tissue infection with Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria was performed and protein-protein interaction (PPI) networks derived from the differentially expressed genes in Escherichia coli and Staphylococcus aureus infected udder tissue three and six hours post inoculation was determined. Using microarray data, it was shown that after entering each bacteria in the udder tissue, different groups of genes were up or down-regulated and different gene networks were involved, and different pathways were activated or inactivated. In addition, it was observed that created gene networks by these two bacteria in the tissue were different in each sampling time and each of them have different groups of key genes. The results of the network analysis of protein-protein interactions (PPIs) in the udder tissue 3 hours post inoculation of E. coli showed that some genes (IL6, IFIH1, PARP14, IL1B, ISG15, GRO1, IFIT3, CCL5, ICAM1, IRF9 and NOS2) had the greatest degrees and act as the hubs of the network. While, at the time of Staphylococcus aureus inoculation, it was observed that NFKB2, BIRC3, MMP9, CCL20, GRO1, CCL2, JUN, IL6, CXCL3 and NFKBIA genes had the greatest degrees 3 hours after intra-mammary infection (IMI), and TP53, PCNA, JUN, CDC20, AURKB, HDAC1, CCL2, FOS, CCNA2, U2AF1 and DKC1 genes had the greatest degree 6 hours after IMI and act as hubs of network. The results indicate that firstly, through the time, more genes were involved. Second, the genes whose products function as the hub were different. This indicates that behavior of the genes does not remain constant during inflammation, and that if we have an accurate understanding of the key genes and their behavior, we can arrive at medical choices. Generally speaking, total and local biological networks provide an important view of the pathogen-host interaction during inflammation period, which can be the starting point in the systems biology modeling of the development of potential therapeutic and preventive interventions. During the past 15 years many quantitative trait loci (QTL) affecting mastitis incidence and mastitis related traits like somatic cell score (SCS) were identified in cattle. However, little is known about the molecular architecture of QTL affecting mastitis susceptibility and the underlying molecular pathways and regulatory mechanisms causing mastitis susceptibility. Due to the important role of some transcription factors in the gene regulatory networks of disease have been reported, in this study, for the first time, promoter analysis of differentially expression genes (DEGs) in the bovine mammary epithelial cells (bMECs) in two genotypes of cattle was performed and involved transcription factors (TFs) in bovine mastitis were predicted. Using bioinformatics tools and machine learning algorithms such as feature weighting methods and decision trees, prediction and identification of important involved TFs in three bacteria (E. coli, S. aureus and Streptococcus uberis) inoculated bMECs of two genotypes (less and more susceptible animals to mastitis) was performed. It was shown that there are differences in the TF level in the two genotypes of cattle. This work yielded several TF candidates activating in mammary tissue

مستند نام اشخاص تاييد نشده

وجدی حکم آباد، صمد

مستند نام اشخاص تاييد نشده

علیجانی، صادق، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

دقیق کیا، حسین، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

خدا کریم، سهیلا، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی