زهرا رودباری

بیان اختصاصی آلل (Allele-specific expression) ASE بازتابی از بیان نامتوازن آلل های مادری و پدری در موجودات دیپلوئید است که عمدتاً تحت تأثیر واریانت های ژنتیکی تنظیمی در موقعیت cis قرار دارد. این پدیده دیدگاه های ارزشمندی درخصوص چگونگی اثرگذاری تنوع ژنتیکی بر صفات فنوتیپی ارائه می دهد. از جمله صفاتی که بر کیفیت گوشت و بهره وری در دام تأثیرگذار هستند، مرمری شدن یا میزان و نوع چربی ذخیره شده در گوشت عضله گاو می باشد. در این مطالعه، تحلیل جامعی از ASE در سه نژاد گاو شامل هرفورد (Her)، لیموزین (Lim) و هلشتاین (Hf) به منظور بررسی مکانیسم های ژنتیکی مرتبط با مرمری شدن گوشت و رشد عضله انجام شد. داده های RNA-seq حاصل از بافت عضله اسکلتی 12 نمونه (4 نمونه از هر نژاد) استفاده شدند. برای پردازش داده ها از یک پایپ لاین بیوانفورماتیکی جامع بهره گرفته شد: FaQCs و Trimmomatic برای کنترل کیفیت، STAR برای همترازی با ژنوم مرجع گاو (Bos taurus, ARS-UCD1.3) و ASEReadCounter (GATK) برای شناسایی ASE در سطح SNP. واریانت ها توسط VEP (Ensembl) حاشیه نویسی و از طریق DAVID به منظور شناسایی مسیرهای زیستی و رده بندی های ژنی غنی شده، توصیف عملکردی گردیدند. الگوهای ASE متمایز و اختصاصی برای هر نژاد شناسایی شد؛ به طوری که در نژادهای Her، Lim و Hf به ترتیب 1732، 845 و 2842 SNP معنادار آشکار گردید. مقایسه میان نژادی SNPهای مؤثر بر تغییر اسیدآمینه در ژن های مشترک نظیر IGFN1، MYO18B، ACTN2، CKMT2، TMCO3 و CKM را آشکار ساخت. تحلیل تطبیقی نشان داد که تفاوت های آللی منجر به جهش های missense با اثرات متنوع بر پایداری پروتئین می شوند. در نژاد Her، جهش های IGFN1 (T539K, ΔΔG = +0.34) و MYO18B (Q1827L, ΔΔG = +0.64) پایداری پروتئینی را افزایش دادند که احتمالاً با بهبود مرمری شدن گوشت مرتبط است؛ در حالی که جهش های ژن های CKMT2 و ACTN2 در نژاد Lim سبب کاهش پایداری پروتئین شدند. تحلیل مسیرهای زیستی، مسیر سیگنال دهی گلوکاگون و تنظیم اسکلت سلولی را به عنوان مسیرهای کلیدی در رسوب چربی درون عضلانی (IMF) برجسته ساخت. علاوه براین، نژاد Hf الگوهای ASE ویژه ای در ژن های متابولیک نشان داد که احتمالاً بازتاب دهنده تاریخچه انتخابی دو منظوره این نژاد است. یافته های این پژوهش نقش واگرایی تنظیمی در موقعیت cis را در شکل گیری صفات اختصاصی نژادی، به ویژه مرمری شدن گوشت و هیپرتروفی عضلانی، برجسته می سازد. SNPهای ASE و مسیرهای شناسایی شده از جمله متابولیسم انرژی و تنظیم پروتئین های ساختاری می توانند اهداف کاربردی ارزشمندی برای بهبود کیفیت گوشت گاو از طریق برنامه های اصلاح نژاد مبتنی بر نشانگر فراهم آورند.