شناسايي همريخت‌ RNA هاي بيان شده در ماهيچۀ اسكلتي مرغ بومي و تجاري با روش توالي‌يابي

Identification of RNA isoforms expressed in skeletal muscle of native and commercial chickens by sequencing method

اين آزمايش به ‌منظور بررسي و شناسايي همريخت (ايزوفرم)‌هاي RNA مرتبط با ساختار پروتئين‌هاي ماهيچه‌اي بين مرغ بومي اصفهان و جوجۀ تجاري راس با سرعت رشدهاي متفاوت، انجام شد. بدين منظور و پس از استخراج كل RNA از نمونه‌هاي ماهيچۀ سينۀ مرغان يادشده در سن 28 روزگي، توالي‌يابي جفتي با استفاده از پلاتفرم illumine Hiseq 2000 انجام شد. براي هم ترازي خوانش‌ها به ژنگان (ژنوم) مرجع مرغ اهلي، از نرم‌افزار Hisat2 و براي اسمبلي ترانسكريپت‌ها و شناسايي بيان ژن‌هاي با تفاوت معني‌دار از بستۀ Cufflinks استفاده شد. مقايسۀ آماري همريخت‌هاي توالي‌يابي‌شده بين دو گروه، 259 همريخت (161 همريخت در جوجۀ تجاري و 98 همريخت در مرغ بومي) با تفاوت بيان معني‌دار را مشخص كرد. در بين همريخت‌هاي جوجۀ تجاري، 4 ژن ACTC1، ATF3، CYR61 و FABP4 هر يك با دو همريخت مختلف افزايش بيان داشتند. در جوجۀ تجاري فراواني همريخت‌هاي مرتبط به ماهيچۀ كالبدي (اسكلتي) با انقباضات آهسته بيشتر از همريخت‌هاي ماهيچۀ اسكلتي با انقباض سريع بود. بررسي عملكردي نشان داد، همريخت‌ها در جوجۀ تجاري در ارتباط با افزونش و تمايز ياخته‌اي، پررشدي (هايپرتروفي) و ساخت پروتئين‌هاي ساختماني ماهيچه‌اي بوده درحالي‌كه در مرغ بومي مرتبط به فرآيندهاي ايمني، حاملان يون‌ها و فلزها، نوار (باند) شونده‌هاي به فلزها، DNA و RNA، و عامل‌هاي شركت‌كننده در شكست پروتئين‌هاي ماهيچه‌اي بودند. نتايج اين بررسي نشان داد، چنين تغييرهايي به‌احتمال توانسته با كاهش دادن سطح نيازهاي مرغ بومي و افزايش توان ايمني و سازگاري، امكان تداوم و چيره شدن بر شرايط سخت محيطي و غذايي را در طول دورۀ تكاملي اين مرغ تقويت كند.

This experiment was conducted to investigate and identify the isoforms related to the structure of muscular proteins between Isfahani native and Ross commercial chickens with different growth rates. We extracted total RNA from breast muscle samples of two groups at end of 4 weeks of age. After paired-end sequencing of samples using the Illumina Hiseq 2000 platform, Hisat2 was applied to align clean reads to chicken reference genome. Then, Cufflinks package was used to assemble transcripts and identify significantly differentially expressed genes. The statistical comparison of the isoforms between two groups revealed 259 isoforms with significant difference in expression, of which 161 isoforms were up-regulated and 98 isoforms were downregulated in commercial chickens. Among the commercial chicken isoforms, four genes (ACTC1, ATF3, CYR61 and FABP4) were upregulated with two different isoforms. In addition, in commercial chicks, the frequency of isoforms associated with slow contraction fibers was greater than that of rapid contraction fibers. Functional study showed that the isoforms in commercial chickens were more related to cell proliferation and differentiation, hypertrophy growth and biosynthesis of muscle proteins, whereas in native chickens, mainly they were associated to immune processes, carriers of ions and metals, binding to metals, DNA and RNA, and factors contributing to degradation of muscle proteins. The results of this study showed that such changes may have been able to strengthen the ability to maintain and overcome the severe environmental and nutritional conditions during the developmental period of the chicken by reducing the level of requirements and enhancing immunity and adaptability in native chicken