آنالیز بیان افتراقی ژن‌ها و شناسایی مسیرهای زیستی در غده هاردرین مرغ لاین فایومی در بیماری نیوکاسل تحت استرس گرمایی با داده‌های RNA-Seq

Abstract

در این تحقیق به منظور آنالیز بیان افتراقی ژن‌های غده هاردرین مرغ تحت تنش گرمایی 6 روز پس از بیماری نیوکاسل در مرغ لاین فایومی، از داده‌های مربوطه به یک مطالعه RNA-seq با شماره دسترسیGSE118010 از سایت NCBI استفاده گردیده است. آنالیز داده‌ها به یک برنامه تحت وب یکپارچه (iDEP) انجام شد. تبدیل داده‌ها برای خوشه‌بندی و انالیز PCA با استفاده از بسته edgeR انجام شد. در نقطه زمانی 6 روز پس از چالش، نمونه‌گیری جهت آنالیز بیان افتراقی ژن در دو گروه تیمار شده و تحت چالش با گروه بدون چالش صورت گرفت. ۱۰0 ژن از برترین ژن‌ها (براساس توزیع واریانس همه ژ‌‌ن‌ها) در یک خوشه‌بندیk -Means استفاده گردید و به 6 خوشه تقسیم شدند. آنالیز مسیر (Pathway analysis) براساس اطلاعات پایگاه KEGG نشان داد مسیرهای زیستی در شرایط استرس ناشی از عفونت NDVو استرس گرمایی، بدن طیور برای مقابله با ویروس نیازمند تولید سریع پروتئین‌های ایمنی مانند سایتوکاین‌ها، ایمونوگلوبولین‌ها است و به‌طور قابل‌توجهی متابولیسم اسیدهای آمینه را تحت تأثیر قرار‌می‌دهد. مسیرهای زیستی شامل D-Amino acid metabolism، Basal transcription factors، ECM-receptor interaction ، Inositol phosphate metabolism ، Intestinal immune network for IgA production PPAR signaling pathway، Toll-like receptor signaling pathway، Cytokine-cytokine receptor interaction بود. آنالیز مولفه‌های اصلی (PCA) با استفاده از اولین و دومین مولفه‌های اصلی 4/58 درصد واریانس را توضیح داد. در نمونه شاهد نسبت به نمونه‌های درگیر نیوکاسل با آستانه میزان کشف اشتباه (< 0.05 FDR) و تغییرات بیش از دو برابر(Fold-change) تفاوت بیان ژن، شناسایی نشدند. In this study, RNA-seq data from NCBI with accession number GSE118010 was used to analyze the differential gene expression of the chicken Harderian gland under heat stress 6 days after Newcastle disease in Fayoumi line chickens. Data analysis was performed using an integrated web-based program (iDEP). Data transformation for clustering and PCA analysis was performed using the edgeR package. At the 6-day time point post-challenge, samples were collected for differential gene expression analysis in two groups: treated and challenged, compared to a non-challenged group. The top 100 genes (Based on the distribution of variances) were used in k-Means clustering and divided into 6 clusters. Pathway analysis based on KEGG database data showed that biological pathways under stress conditions caused by NDV infection and heat stress require the rapid production of immune proteins such as cytokines and immunoglobulins to combat the virus, and significantly affect amino acid metabolism. The biological pathways included D-Amino acid metabolism, Basal transcription factors, ECM-receptor interaction, Inositol phosphate metabolism, Intestinal immune network for IgA production PPAR signaling pathway, Toll-like receptor signaling pathway, Cytokine-cytokine receptor interaction. Principal Component Analysis (PCA) using the first and second principal components explained 58.4% of the variance. No differentially expressed genes were identified in the control sample compared to the Newcastle disease-affected samples with a false discovery rate threshold (FDR< 0.05) and more than two-fold change.