شناسايي ژن‌ها، مسيرهاي زيستي و سيگنالينگ مؤثر در تنش گرمايي با استفاده از داده‌هاي ريزآرايه در طيور

Identification of genes, biological pathways and signaling affecting heat stress with microarray data sets in poultry

تنش گرمايي در طيور تأثير به‌سزايي در كاهش عملكرد، سيستم ايمني و افزايش تلفات دارد. با توجه به تعاملات ميان مسيرهاي زيستي دخيل در تنش گرمايي و اهميت تنظيم‌كنندگي آن‌ها، استفاده از يك رويكرد جامع براي مطالعه تنش گرمايي ضروري مي‌باشد. در اين مطالعه اثرات تنش گرمايي بر بيان ژن در دو گروه از جوجه‌هاي گوشتي تحت تأثير تنش گرمايي و بدون تنش گرمايي (شاهد)، بررسي شد. در تجزيه، داده‌هاي ريزآرايه تعداد 1000 ژن استخراج و پس از حذف ژن‌هاي تكراري و خارج از سطح معني‌داري در بيان (P<0/01)، تعداد 709 ژن شناسايي شد. با بهره‌گيري از سايت String و آناليز ژن‌ها در نرم‌افزار Cytoscape، تعداد 115 ژن در چهار ماژول عملكردي شناسايي شد كه در مسيرهاي زيستي اسپلايسوزوم، يوبيكويتين واسطه‌گر پروتئوليز، بيوژنز ريبوزوم، پردازش پروتئين در شبكه آندوپلاسمي، اتوفاژي-حيواني و مسيرهاي سيگنالينگ سيستم ايمني ذاتي، MAPK Pathway و پيري سلولي دخيل بودند. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه تنش گرمايي در طيور نقش مهمي در عملكرد رشد، سيستم ايمني و ساير مكانيسم‌هاي بيولوژيكي دارد. شناسايي ژن‌هاي مؤثر در تنش گرمايي همچون PTEN و HSPها در پرندگان و بررسي داده‌هاي ريزآرايه، مي‌تواند افق جديدي را در درك بهتر فرآيندهاي زيستي مرتبط با تنش گرمايي پيش روي ما قرار دهد.

Heat stress in poultry decreases performance, weakens immune system and increases mortality, significantly. Given the interactions between biological pathways involved in heat stress, it is necessary to use a comprehensive approach to study heat stress. In this study, the effects of heat stress on gene expression in two groups of broilers under heat stress and without heat stress (control) were investigated. In the analysis, microarray data were extracted from 1000 genes and after removing duplicate genes and out of the level of significance in expression (P <0.01), 709 genes were identified. Using the String site and gene analysis in Cytoscape software, 115 genes were identified in four functional modules. The identified modules were involved in biological pathways of Spliceosome, Ubiquitin-mediated proteolysis, Ribosome biogenesis, Protein Processing in Endoplasmic Reticulum, Autophagy-Animal and Important Signaling pathways including Innate Immune System, MAPK pathway and Cellular Senescence. The results of this study showed that heat stress in poultry plays an important role in growth function, immune system and other biological mechanisms. Identifying the genes involved in heat stress such as PTEN and HSPs in birds, and reviewing microarray data could open new horizons for a better understanding heat stress-related biological process.