تعیین توالی ترانسکریپتوم گاو بومی گیلان در مقایسه با ژنوم مرجع bosTau4

Subject Areas : Camel

م. مریدی ¹ , س.ح. حسینی‌مقدم ² , س.ض. میرحسینی ³

1 - Department of Animal Science, Faculty of Agricultural Science, University of Guilan, Rasht, Iran
2 - Department of Animal Science, Faculty of Agricultural Science, University of Guilan, Rasht, Iran
3 - Department of Animal Science, Faculty of Agricultural Science, University of Guilan, Rasht, Iran

Received: 2016-09-03 Accepted : 2016-11-15 Published : 2017-06-01

Keywords: Illumina Hiseq 2000, کتابخانه cDNA, گاو بومی گیلان, تعیین توالی RNA,

Abstract :

تعیین توالی RNA روش جدید تعیین خصوصیات ترانسکریپتوم موجودات زنده می­باشد. با در نظر گرفتن ماهیت نژادی و ارتباطات خویشاوندی، تنوع ژنتیکی گسترده­ای بین نژادهای مختلف گاو وجود دارد. هدف از مطالعه حاضر تعیین توالی ترانسکریپتوم گاو بومی گیلان و مقایسه آن با ژنوم مرجع موجود با استفاده از روش RNA-sequencing می­باشد. نمونه­های خون از 14 رأس گاو بومی گیلان جمع­آوری و با نسبت مشابه 3 میکروگرم به ازاء هر نمونه با یکدیگر ادغام شدند. توالی‌یابی نمونه ادغام شده توسط دستگاه Illumina Hiseq 2000 از هر دو جهت و با طول خوانش 100 جفت بازی انجام شد. از نرم­افزار TopHat2 جهت هم‌تراز کردن خوانش­ها با ژنوم مرجع و تشخیص جایگاه­های برش، حذف و اضافه­ توالی استفاده شد. از نرم­افزار Cufflinks جهت سرهم کردن ترانسکریپت­ها و محاسبه فراوانی آنها استفاده شد. تعداد کل قطعات RNA تعیین توالی شده 28434708 و نرخ کلی تطابق با ژنوم مرجع 4/87 درصد بدست آمد. تعداد کل ژن‌های بیان شده 24616 ژن بود که از این بین تعداد 19994 ژن کد کننده پروتئین و 3825 ژن غیر کد کننده پروتئین بودند. ژن‌های ATP6 (آدنوزین تری فسفات سنتاز 6) و RPLP1 (پروتئین ریبوزومی، بزرگ، P1) بالاترین فراوانی را در تمامی ژن‌های بیان شده نشان دادند. اکثریت ژن‌های دارای بیان بالا در ساختار ریبوزومی و فعالیت­های ترجمه دخالت داشتند که به عنوان ژن‌های خانه­دار در نظر گرفته می­شوند. مطالعه حاضر گزارشی از تعیین توالی ترانسکریپتوم گاو بومی گیلان می­باشد که تا به حال گزارش نشده است. با توجه به این که گاو بومی گیلان بزرگ­ترین جمعیت را در میان جمعیت­های گاو بومی ایران دارا می‌باشد، این قبیل مطالعات می­توانند به ارزیابی پتانسیل ژنتیکی این ذخیره ژنتیکی با ارزش در ناحیه غرب آسیا کمک کند.

References:

Croucher N.J. and Thomson N.R. (2010). Studying bacterial transcriptomes using RNA-seq. Curr. Opin. Microbiol. 13, 619-624.

Ebrahimi Z., Mohammadabadi M.R., Esmailizadeh A.K., Khezri A. and Najmi Noori A. (2015a). Association of PIT1 gene with milk fat percentage in Holstein cattle. Iranian J. Appl. Anim. Sci.5, 575-582.

Ebrahimi Z., Mohammadabadi M.R., Esmailizadeh A. and Khezri A. (2015b). Association of PIT1 gene and milk protein percentage in Holstein cattle. J. Livest. Sci. Technol. 3, 41-49.

Eisenberg E. and Levanon E.Y. (2013). Human housekeeping genes, revisited. Trands Genet. 29, 569-574.

FAO. (2011). Molecular genetic characterization of animal genetic resources. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome, Italy.

Habersetzer J., Ziani W., Larrieu I., Stines-Chaumeil C., Giraud M.F., Brèthes D., Dautant A. and Paumard P. (2013). ATP synthase oligomerization: from the enzyme models to the mitochondrial morphology. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 45, 99-105.

Hall Z., Schmidt C. and Politis A. (2015). Uncovering the early assembly mechanism for amyloidogenic β2-microglobulin using cross-linking and native mass spectrometry. J. Biol. Chem. 291, 4626-4637.

Huang W., Nadeem A., Zhang B., Babar M., Soller M. and Khatib H. (2012). Characterization and comparison of the leukocyte transcriptomes of three cattle breeds. PLoS One. 7, 30244-30251.

Iran’s Country Report on Farm Animal Genetic Resources. (2004). Draft Iran’s Country Report on Farm Animal Genetic Resources. Animal Science Research Institute of Iran, Tehran, Iran.

Jiang Z., Uboh C.E., Chen J. and Soma L.R. (2013). Isolation of RNA from equine peripheral blood cells: comparison of methods. SpringerPlus. 2, 1-6.

Kamalzadeh A., Rajabbaigy M. and Kiasat A. (2008). Livestock production systems and trends in livestock industry in Iran. J. Agric. Soc. Sci. 4, 183-188.

Kharrati Koopaei H., Mohammad Abadi M.R., Ansari Mahyari S., Tarang A.R., Potki P. and Esmailizadeh A.K. (2012). Effect of DGAT1 variants on milk composition traits in Iranian Holstein cattle population. Anim. Sci. Pap. Rep. 30, 231-240.

Kim D., Pertea G., Trapnell C., Harold P., Kelley R. and Salzberg S.L. (2013). TopHat2: accurate alignment of transcriptomes in the presence of insertions, deletions and gene fusions. Genome. Biol. 14, 36-42.

Marioni J.C., Mason C.E., Mane S.M., Stephens M. and Gilad Y. (2011). RNA-seq: an assessment of technical reproducibility and comparison with gene expression arrays. Genome. Res. 18, 1509-1517.

Martinez-Azorin F., Remacha M. and Ballesta J.P. (2008). Functional characterization of ribosomal P1/P2 proteins in human cells. Biochem. J. 413, 527-534.

Mohammadabadi M.R., Torabi A., Tahmourespoor M., Baghizadeh A., Esmailizadeh Koshkoie A. and Mohammadi A. (2010). Analysis of bovine growth hormone gene polymorphism of local and Holstein cattle breeds in Kerman province of Iran using polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). African J. Biotechnol. 9, 6848-6852.

Nimbkar C., Gibson J., Okeyo M., Boettcher P. and Soelkner J. (2008). Sustainable use and genetic improvement. Anim. Genet. Resour. 42, 49-70.

Pasandideh M., Mohammadabadi M.R., Esmailizadeh A.K. and Tarang A. (2015). Association of bovine PPARGC1A and OPN genes with milk production and composition in Holstein cattle. Czech J. Anim. Sci. 60, 97-104.

Rajkumar A.P., Qvist P., Lazarus R., Lescai F., Ju J., Nyegaard M., Mors O., Børglum A.D., Li Q. and Christensen J.H. (2015). Experimental validation of methods for differential gene expression analysis and sample pooling in RNA-seq. BMC Genom. 16, 548-552.

Rewe T.O., Peixoto M.G.C.D., Cardoso V.L., Vercesi Filho A.E., El Faro L. and Strandberg E. (2015). Gir for the Giriama: the case for Zebu dairying in the tropics-a review. Livest. Res. Rural Dev. Available at: http://www.lrrd.org/lrrd27/8/rewe27150.html.

Suarez Y., Fernandez-Hernando C., Yu J., Gerber S.A., Harrison K.D., Pober J.S., Iruela-Arispe M.L., Merkenschlager M. and Sessa W.C. (2008). Dicer-dependent endothelial microRNAs are necessary for postnatal angiogenesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 14082-14087.

The Bovine HapMap Consortium. (2009). Genome-wide survey of SNP variation uncovers the genetic structure of cattle breeds. Science. 324, 528-532.

Trapnell C., Williams B.A., Pertea G., Mortazavi A., Kwan G., Van Baren M.J., Salzberg S.L., Wold B.J. and Pachter L. (2010). Transcript assembly and quantification by RNA-Seq reveals unannotated transcripts and isoform switching during cell differentiation. Nat. Biotechnol. 28, 511-515.

Van Solingen C., Seghers L., Bijkerk R., Duijs J.M., Roeten M.K., van Oeveren-Rietdijk A.M., Baelde H.J., Monge M., Vos J.B., de Boer H.C., Quax P.H., Rabelink T.J. and van Zonneveld A.J. (2009). Antagomir-mediated silencing of endothelial cell specific microRNA-126 impairs ischemia-induced angiogenesis. J. Cell. Mol. Med. 13, 1577-1585.

Wang Z., Gerstein M. and Snyder M. (2009). RNA-seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nat. Rev. Genet. 10, 57-63.

Wilson R.T. (2009). Fit for purpose-the right animal in the right place. Trop. Anim. Health Prod. 41, 1081-1090.

Yan S., Yim L.Y., Lu L., Lau C.S. and Chan V.S.F. (2014). MicroRNA regulation in systemic lupus erythematosus pathogenesis. Immune. Netw. 14, 138-148.

Yang W., Kang X., Yang O., Lin Y. and Fang M. (2013). Review on the development of genotyping methods for assessing farm animal diversity. J. Anim. Sci. Biotechnol. 4, 2-9.

Zhang L., Jia S., Plath M., Huang Y., Li C., Lei C., Zhao X. and Chen H. (2015). Impact of parental Bos taurus and Bos indicus origins on copy number variation in traditional Chinese cattle breeds. Genome. Biol. Evol. 7, 2352-2361.

Zickermann V., Wirth C., Nasiri H., Siegmund K., Schwalbe H., Hunte C. and Brandt U. (2015). Mechanistic insight from the crystal structure of mitochondrial complex I. Science. 347, 44-49.