تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,489,973 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,217,500 |
کنکاش ساختار، جزایر CPG، متیله شدن DNA و پروتئین حاصل از ژنهای کاندیدای موثر بر ورم پستان در گاو شیری | ||
پژوهش های علوم دامی (دانش کشاورزی) | ||
مقاله 8، دوره 29، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 107-123 اصل مقاله (1.08 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مصطفی قادری زفرهای* ؛ محمد امیری؛ لیلا هاشمی؛ فرهاد صمدیان | ||
گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج | ||
چکیده | ||
زمینه مطالعاتی: متیلاسیون DNA اساساً در دینوکلئوتیدهای CpG اتفاق میافتد و در تنظیم بیان ژنی درگیر میباشد. در پستانداران، مشخص شده است که بیشمتیلاسون در جزایر CpG با پیری و بیماریهای مختلف در دام مرتبط است. میزان نیمرخ متیلاسیون ژنها میتواند به متخصص اصلاح نژاد کمک کند که برای مدیریت بیماریی که این ژنها در آن درگیر هستند از روشهای ژنتیک یا وراژنتیک استفاده کند. هدف: کنکاش غیر مستقیم متیلاسیون DNA در سطح ژنهای کاندیدای موثر در ورم پستان گاوشیری ]ژنهای اینترلوکین 1 تا 13 (به جز اینترلوکین 8 و 9)، ژن TNF و ژن اینترفرون گاما (در کل 13 ژن کاندید)[ و پروتئین حاصل از این ژنها هدف اصلی پژوهش حاضر است. امید بر آن که بتوان ژنهای درگیر در این بیماری را از نظر میزان متیلاسیون گروهبندی کرد و به اهمیت پدیده ژنتیکی متیلاسیون ژنها در مدیریت بیماری ورم پستان در گاو شیری پی برد. روش کار: ویژگیهایی مثل مکان ژن، تعداد اگزون، طول کلی اکسون پیرایش یافته و حاشیهنویسی شده، درصد گوانین، تعداد گوانین، درصد سیتوزین، تعداد سیتوزین و طول ژنها استخراج شدند. برای استخراج ویژگیهای وراژنتیک ژنهای مورد بررسی در این پژوهش، از ترکیبی از انواع نرم افزارهای برخط DBCAT ، SMS و Geneinfinity و یک نرم افزار متکی به ++ C استفاده شد. بعد از استخراج ویژگیهای ژنی، مشاهده گردید که ژنهای مورد بررسی از نظر اندازه، تعداد آکسون و درصد GC تفاوت زیادی با هم دارند. با توجه به نوع الگوریتم استفاده شده برای شناسایی جزایر CpG، تعداد و طول جزایر CpG یافت شده متفاوت بود. CpGهای پیشبینی شده به عنوان معیاری غیر مستقیم برای بررسی میزان متیلاسیون در سطح DNA ژنها به کار رفت. نتایج: نتایج نشان داد که به طور میانگین کمتر از 50 درصد جزایر CpG در ناحیه راهانداز ژنها قرار داشتند و جزایر CpG متیله شده بیشتر در نواحی بین ژنی توزیع شده بودند. بیشترین میزان متیلاسیون در اینترلوکینهای 1، 2 و ژن TNF مشاهده شد که از مهمترین ژنهای سرکوب ورم پستان به شمار میروند. درجه متیلاسیون در پروتئینهای حاصل از ژنهای مورد بررسی، با نتایج متیلاسیون رخ داده در سطح دیاناییِ (DNA) این ژنها همخوانی و مطابقت نداشت. پروتئین حاصله از اینترلوکین 11 در قسمتهای زیادی از ساختار اولیه خود دچار متیلاسیون میشود. در سطح DNA نیز این ژن، بیشترین تعداد CpG را در قسمت راهانداز خود داشت. نتیجهگیری نهایی: ژن اینترلوکین 11 میتواند از کاندیدهای مناسب برای انجام آزمایشهای دمتیلاسیون، تهیه داروهای زیستی و بررسی اثر آن بر سرکوب عفونت ورم پستان باشد. | ||
کلیدواژهها | ||
جزایر CPG؛ گاو شیری؛ متیلاسیون پروتئین؛ ورمپستان | ||
مراجع | ||
Auble DT and DeHaseth PL, 1998. Promoter recognition by Escherichia coli RNA polymerase: Influence of DNA structure in the spacer separating the− 10 and− 35 regions. Journal of Molecular Biology 202: 471-482
Barazandeh A, 2016. Whole genome Investigation of Camelidae genome to detect CpG Islands. PhD thesis.
Bird A, 2002. DNA methylation patterns and epigenetic memory. Genes and Development 16: 6-21.
Couldrey C, Brauning R, Bracegirdle J, Maclean P, Henderson HV and Mcewan JC, 2014. Genome-Wide DNA methylation patterns and transcription analysis in sheep muscle. PLoS ONE 9: 1-7.
Couldrey C, Brauning R, Henderson HV and McEwan JC, 2015. Genome-wide DNA methylation analysis: no evidence for stable hemimethylation in the sheep muscle genome. Animal Genetics 46: 185-189.
Du X, Han L, Guo AY and Zhao Z, 2012. Features of methylation and gene expression in the promoter-associated CpG islands using human methylome data. Comparative and Functional Genomics 2012.
Faulk C and Dolinoy DC, 2011. Timing is everything: the when and how of environmentally induced changes in the epigenome of animals. Epigenetics 6(7): 791-797.
Futscher BW, Oshiro MM, Wozniak RJ, Holtan N, Hanigan CL, Duan H and Domann FE, 2002. Role for DNA methylation in the control of cell type–specific maspin expression. Nature Genetics 31:175-179.
Gardiner-Garden M and Frommer M, 1987. CpG islands in vertebrate genomes. Journal of Molecular Biology 196 (2): 261-282.
Goddard ME and Whitelaw E, 2014. The use of epigenetic phenomena for the improvement of sheep and cattle. Frontiers in genetics 5: 247.
Gung M and Pfeifer GP, 2015. Aging and DNA methylation. BMC Biology 13: 1-8.
Han L, Su B, Li WH and Zhao Z, 2008. CpG island density and its correlations with genomic features in mammalian genomes. Genome Biology 9: R79.
Han L and Zhao Z, 2008. Comparative analysis of CpG islands in four fish genomes. Comparative and Functional Genomics Article ID 565631, 6 pages.
Han L and Zhao Z, 2009. Contrast features of CpG islands in the promoter and other regions in the dog genome. Genomics 94: 117-124.
Head JA, 2014. Patterns of DNA methylation in animals: an ecotoxicological perspective. American Zoologist 54(1): 77-86.
Hu Y, Xu H, Li Z, Zheng X, Jia X, Nie Q and Zhang X, 2013. Comparison of the genome-wide DNA methylation profiles between fast-growing and slow-growing broilers. PLoS One 8 (2): e56411.
Huang YZ, Sun JJ, Zhang LZ, Li CJ, Womack JE, Li ZJ, Lan XY, Lei CZ, Zhang CL and Zhao X, 2014. Genome-wide DNA methylation profiles and their relationships with mRNA and the microRNA transcriptome in bovine muscle tissue (Bos taurine). Scientific Reports 4: 6546.
Illingworth R, Kerr A, DeSousa D, Jørgensen H, Ellis P, Stalker J, Jackson D, Clee C, Plumb R and Rogers J, 2008. A novel CpG island set identifies tissue-specific methylation at developmental gene loci. PLOS Biology 6 (1): e22.
Irizarry RA, Wu H and Feinberg AP, 2009. A species-generalized probabilistic model-based definition of CpG islands. Mammalian Genome 20: 674-680.
Jia M, Gao X, Zhang Y, Hoffmeister M and Brenner H, 2016. Different definitions of CpG island methylator phenotype and outcomes of colorectal cancer: a systematic review. Clinical Epigenetics 8: 25.
Jiang C, Han L, Su B, Li WH and Zhao Z, 2007. Features and trend of loss of promoter-associated CpG islands in the human and mouse genomes. Molecular Biology and Evolution 24: 1991-2000.
Kangaspeska S, Stride B, Métivier R, Polycarpou-Schwarz M, Ibberson D, Carmouche RP, Benes V, Gannon F and Reid G, 2008. Transient cyclical methylation of promoter DNA. Nature 452: 112-115.
Kwak W, Kim J, Kim D, Hong JS and Jeong JH, 2014. Genome-wide DNA methylation profiles of small intestine and liver in fast-growing and slow-growing weaning piglets. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 27: 1532-1539.
Larsen F, Gundersen G, Lopez R and Prydz H, 1992. CpG islands as gene markers in the human genome. Genomics13: 1095-1107.
Medvedeva YA, 2011. Algorithms for CpG islands search: New advantages and old problems. In: Mahdavi MA (Ed.), Bioinformatics - Trends and Methodologies, InTech, pp. 449-470.
Murdoch BM, Murdoch GK, Greenwood S, McKay S, 2016. Nutritional influence on epigenetic marks and effect on livestock production. Frontiers in Genetics, 7: 182.
Ohgane J, Wakayama T, Senda S, Yamazaki Y, Inoue K, Ogura A, Marh J, Tanaka S, Yanagimachi R and Shiota K, 2004. The Sall3 locus is an epigenetic hotspot of aberrant DNA methylation associated with lacentomegaly of cloned mice. Genes Cells 9: 253-260.
Reik W, Dean W and Walter J, 2001. Epigenetic reprogramming in mammalian development. Science 293 (5532): 1089-1093.
Shahdadi AA, Shariati MM, Nassiri MR, Zereh Daran S and Saghi DA, 2017. The study of factors affecting culling and survival distribution function in Iranian Holstein cows. Journal of Animal Science Researches (Agricultural Science) 28(1): 58-64. (In Persian)
Sati S, Tanwar VS, Kumar KA, Patowary A, Jain V, Ghosh S, Ahmad S, Singh M, Reddy SU and Chandak GR, 2012. High resolution methylome map of rat indicates role of intragenic DNA methylation in identification of coding region. PLoS One 7: e31621.
Shi SP, Qiu JD, Sun XY, Suo SB, Huang SY and Liang RP, 2012. PMeS: Prediction of methylation sites based on enhanced feature encoding scheme. PloS One 7(6): e38772.
Shames DS, Minna JD and Gazdar AF, 2007. DNA methylation in health, disease and cancer. Current Molecular Medicine 7: 85-102.
Song F, Smith JF, Kimura MT, Morrow AD, Matsuyama T, Nagase H and Held WA, 2005. Association of tissue-specific differentially methylated regions (TDMs) with differential gene expression. Proceeding of National Academic Science 102: 3336-3341.
Su J, Wang Y, Xing X, Liu J and Zhang Y, 2014. Genome-wide analysis of DNA methylation in bovine placentas. BMC Genomics 15: 12.
Taberlay PC, Statham AL, Kelly TK, Clark SJ and Jones PA 2014. Reconfiguration of nucleosome-depleted regions at distal regulatory elements accompanies DNA methylation of enhancers and insulators in cancer. Genome Research 24: 1-13.
Takai D and Jones PA, 2002. Comprehensive analysis of CpG islands in human chromosomes 21 and 22. Proceedings of the National Academy of Sciences 99 (6): 3740-3745.
Wang XS, Zhang Y, He YH, Ma PP, Fan LJ, Wang YC, Zhang YI, Sun DX, Zhang SL, Wang CD, Song JZ and Yu Y, 2013. Aberrant promoter methylation of the CD4 gene in peripheral blood cells of mastitic dairy cows. Genetics and Molecular Research 12 (4): 6228-6239.
Weber M, Hellmann I, Stadler MB, Ramos L, Pääbo S, Rebhan M and Schübeler D, 2007. Distribution, silencing potential and evolutionary impact of promoter DNA methylation in the human genome. Nature Genetics 39: 457-466.
Wrzodek C, Büchel F, Hinselmann G, Eichner J, Mittag F and Zell A, 2012. Linking the epigenome to the genome: Correlation of different features to DNA methylation of CpG islands. PLoS One 7: e35327. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,079 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 398 |