آناليز بيوانفورماتيك پروموتر ژنهاي مؤثر در بافتهاي شكمبه و طحال گاوهاي گوشتي تغذيه شده با علوفه و غلات

Bioinformatics analysis of promoter genes involved in beef cattle rumen and spleen tissues fed with grass and grain

عملكرد شكمبه در تغذيه با علوفه و غلات با هم متفاوت مي‌باشد. همچنين حيوانات تغذيه شده با غلات نسبت به حيوانات تغذيه شده با علوفه بيشتر در معرض خطر احتمال ابتلا به ناهنجاري‌هاي متابوليك و بيماري‌هاي عفوني هستند. در اين مطالعه به منظور درك بهتر شبكه تنظيمي درگير در طحال و شكمبه گاوهاي تحت تأثير دو جيره غذايي متفاوت علوفه و غلات، در ابتدا ژن‌هاي با بيان متفاوت با استفاده از تجزيه و تحليل داده‌هاي RNA-seq شناسايي شدند. آناليز پروموتر با استفاده با پايگاه بيوانفورماتيكي Genomatix انجام شد. افزون بر اين، براي ترسيم شبكه‌هاي ژني مرتبط با فاكتور‌هاي رونويسي شناسايي شده در شكمبه و طحال از نرم افزار Cytoscape استفاده شد. در ادامه، نتايج تجزيه و تحليل پروموتري منجر به شناسايي 31 فاكتور رونويسي جديد احتمالي در مراحل تنظيمي عملكرد شكمبه و 10 فاكتور رونويسي در طحال در گاو‌هاي تغذيه شده با علوفه و غلات گرديد. بر اساس نتايج آمده، هم در شكمبه و هم در طحال 10 ژن شناسايي شدند كه بيشترين ميزان بيان را دارا بودند. با توجه به تجزيه و تحليل نتايج در پايگاه اطلاعاتي DAVID، فرايندهاي: كاهش اكسيداسيون، تنظيم تكثير سلولي، انتقال يون، توسعه اپيديديم و توسعه اكتودرم، معني دار ارزيابي شدند. بطور كلي نتايج بدست آمده از اين مطالعه بينش ارزشمندي جهت درك مكانسيم‌هاي مولكولي طحال و شكمبه تحت تأثير دو رژيم غذايي متفاوت علوفه و غلات فراهم مي‌كند.

Beef is the main diet component and one of the main sources of protein for humans. The grass-fed beef obtained their nutrients directly from pastures, which contained limited energy absorption but an abundant amount of fiber. On the contrary, the grain-fed steers received a grain-based regime that served as an efficient source of high-digestible energy. Rumen may function differently in the grass-fed and grain-fed regimes. Therefore, grain-fed cattle suffer stronger metabolic stress than pasture-fed steers; and they tend to easily have metabolic and infectious diseases. In this study to gain insights into transcriptional regulation in spleen and rumen tissues under two different regimes include grass and grain, the first high expression genes in two different conditions were identified by RNA-seq data analyses. Promoter analysis was performed using a bioinformatics database of Genomatix. Moreover, in this study to the visualization of regulatory networks containing transcription factors and that regulate the genes in the rumen and spleen, were used Cytoscape software. Then, promoter analysis leads to the identification of 31 novel transcription factor activating in the rumen and 10 novel transcription factors candidates in the spleen in cow fed with grass and grains. Results revealed that 10 genes with the highest expression were identified in both rumen and spleen. According to the analysis of the results in the DAVID Database, the processes: reduction of oxidation, regulation of cell proliferation, ion transport, epididymal development ,and ectoderm development were evaluated as significant. The results in this study provide valuable insights into molecular mechanisms in spleen and rumen tissues under two different regimes include grass and grain.