بخشی از مقاله
چکیده
بافت چربی نقشی حیاتی و مهم در متابولیسم، ذخیره و آزادسازي اسیدهاي چرب در پستانداران ایفا میکند. به منظور شناسایی ژن هایی که به طور اختصاصی در بافت چربی پستانداران بیان میشوند، نرم افزار - DDD - Digital Differential Display و سه پستاندار شامل انسان، خوك و گاو مورد بررسی قرار گرفت. از سایت COXPRESdb به منظور تایید نتایج حاصل از DDD بوسیله دادههاي ریز آرایه استفاده گردید. ژنهاي مشترك در بین این سه پستاندار شناسایی و آنالیز پروموتور این ژنها با استفاده از نرمافزار Pscan انجام شد.
نتایج حاصل از DDD نشان داد که 65، 102 و 125 ترنسکریپت به ترتیب در انسان، خوك و گاو بیان بالاتر از 10 برابر در بافت چربی نسبت به بافتهاي دیگر دارند. از این تعداد در انسان، خوك و گاو به ترتیب 63، 49 و 81 ترنسکریپت مربوط به ژنهاي شناسایی شده و 2، 53 و 44 ترنسکریپت مربوط به کانتیگهاي جدید بودند. با بررسی 63 ژن شناسایی شده بوسیله DDD در انسان در سایت COXPRESdb مشخص گردید که به ترتیب 39 و 29 ژن بیان بالاتر از یک و 2 برابر در بافت چربی دارند
نتایج نشان داد که 7 ژن شامل DGAT2، ADIPOQ، SCD، LPL، FABP4، DGAT2، FASN و CIDEC به طور مشترك در بافت چربی این سه پستاندار بیان بالایی داشتند. آنالیز پروموتور مربوط به این هفت ژن در پروموتورهاي انسانی منجر به شناسایی 6 مکان اتصالی عوامل رونویسی مشترك گردید. نتایج این مطالعه منجر به شناسایی یک TFBS جدید گردید که میتواند به عنوان یک کاندید جدید در متابولیسم چربی مورد بررسی قرار گرفته و افق جدیدي را در درك متابولیسم چربی با استفاده از ابزار بیولوژي محاسباتی باز نماید.
مقدمه
در پستاندران عملکردهاي عمده بافت چربی سنتز اسیدهاي چرب و ذخیره انرژي مازاد به صورت چربی میباشد . - 3 - تحقیقات اخیر نشان میدهند که بافت چربی یک غده درون ریز میباشد که عوامل متعددي را به منظور تنظیم هموستازي انرژي در خون ترشح میکند . - 8 - به منظور شناسایی ژنهاي مهم و با بیان بالا در بافت چربی، آنالیز توالیهاي بیان شده برچسبدار - EST - 1 یکی از روشهاي موثر و مهم میباشد . - 13 - یک ابزار مفید در این زمینه نمایشگر افتراقی رقمی - DDD - 2 میباشد.
این ابزار یک ابزار بیوانفورماتیکی تحت وب قدرتمند به منظور شناسایی بیان ژنها در بافتهاي مختلف میباشد . - 17 - از دیگر ابزار بررسی بیان ژنها، ریزآرایه DNA میباشد که یک ابزار مفید جهت کشف شبکههاي بیولوژیکی پیچیده در مقیاس ژنوم میباشد . - 4 - میتوان با تلفیق نتایج حاصل از دادههاي ریزآرایه و آنالیز EST ژنهاي مهم درگیر در بافت چربی و یا سایر بافتهاي مورد نظر را شناسایی کرد.
تا کنون مطالعات متعددي در مورد ساختار بیان ژنها در بافت چربی پستانداران انجام شده است 3 - ، 13، . - 16 با این حال، گزارشی در مورد مقایسه ساختار بیان ژنها در بافت چربی پستاندارن و بررسی پروموتوري ژنهاي با بیان بالا نشده است. هدف این مطالعه شناسایی ژنهاي با بیان بالا و مشترك در بافت چربی 3 پستاندار شامل انسان، خوك و گاو با استفاده از آنالیز EST و انجام آنالیز پروموتور این ژنها به منظور شناسایی مکانهاي اتصال عوامل رونویسی - TFBS - مشترك میباشد.
مواد و روشها
نرمافزار - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/UniGene/ - DDD به منظور انجام آنالیز EST کتابخانههاي EST مربوط به بافت چربی - مخزن - A در مقابل کتابخانههاي EST مربوط به بافتهاي دیگر - مخزن B شامل، بیضه، رحم، تیموس، کلیه، طحال، ماهیچه و ... - مورد استفاده قرار گرفت . - 6 - بدین منظور سه آنالیز بر روي سه پستاندار - انسان، خوك و گاو - انجام شد. در انسان، خوك و گاو به ترتیب - ESTs 9899 - 2، - ESTs 33398 - 5 و - ESTs 22427 - 5 کتابخانه EST مربوط به بافت چربی و - ESTs 458669 - 33، - ESTs 131703 - 17 و - ESTs 245108 - 27 کتابخانه EST مربوط به بافتهاي دیگر مورد آنالیز قرار گرفت.
اختلافات چندتایی با نسبت گیري مخزن A نسبت به مخزن B بدست آمد و ترنسکریپتهاي با بیان 10 برابر و بیشتر انتخاب شد. به منظور تایید نتایج حاصل از DDD بوسیله دادههاي ریزآرایه، بانک اطلاعاتی - 18 - - http://coxpresdb.jp/ - COXPRESdb استفاده شد و بدین منظور ژنهاي شناسایی شده با بیان بالا در بافت چربی در انسان توسط این بانک اطلاعاتی بررسی شد. در مرحله بعد ژنهاي شناسایی شده براي سه گونه مقایسه و ژنهاي مشترك شناسایی گردیدند. به منظور انجام آنالیز پروموتور و شناسایی TFBSهاي مشترك در پروموتور ژنهاي مشترك شناسایی شده - در پروموتورهاي ژنهاي انسانی - نرم افزار مورد استفاده قرار گرفت.
این نرم فزار قادر به شناسایی TFBS مشترك در بین یکسري از پروموتورها مربوط به ژنهاي ارائه شده توسط کاربر میباشد . - 32 - در مطالعه حاضر توالی پروموتوري نواحی -950 تا +50 - از نقطه شروع رونویسی - مربوط به ژنهاي مشترك در بافت چربی پستاندارن در پروموتورهاي مربوط به ژنهاي انسانی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین از ماتریسهاي مربوط به TFBSهاي موجود در بانک اطلاعاتی TRANSFAC به منظور شناسایی TFBSهاي مشترك در این پروموتورها استفاده گردید و TFBSهاي با معناداريP-value<=0.01 انتخاب گردید.
نتایج و بحث
نتایج حاصل از DDD نشان داد که که 65، 102 و 125 ترنسکریپت به ترتیب در انسان، خوك و گاو بیان مساوي و بالاتر از 10 برابر در بافت چربی نسبت به بافتهاي دیگر دارند. ترنسکریپتهاي شناسایی شده به دو بخش ESTهاي شناخته شده و جدید تقسیم میشوند که از این تعداد در انسان، خوك و گاو به ترتیب 63، 49 و 81 ترنسکریپت مربوط به ژنهاي شناخته شده و 2، 53 و 44 ترنسکریپت مربوط به ESTهاي جدید بودند. نتایج نشان میدهد که ESTهاي جدید در خوك وگاو نسبت به انسان بیشتر می باشند. این میتواند بدین علت باشد که تحقیقات کمتري در این دو حیوان نسبت به انسان انجام شده و در نتیجه ژنهاي کمتري شناسایی شده است. کتابخانههاي EST منابع با ارزشی براي کشف ژنهاي جدید میباشند
در نتیجه ESTهاي جدید به منظور شناسایی ژنهاي جدید میتواند مورد بررسی قرار گیرد. براي بررسی بیان ژنهاي شناسایی شده از DDD در انسان در بافت چربی با استفاده از دادههاي ریزآرایه، 63 ژن بدست آمده در انسان در سایت COXPRESdb بررسی شد. از 63 ژن، 39 و 29 ژن به ترتیب بیان بالاتر از یک و 2 برابر - در مبناي لگاریتمی - 2 در بافت چربی انسانی داشتند.
این نتایج بیان میکند که میتوان به پیش بینی الکترونیکی توسط DDD اعتماد کرد. مطالعات متعددي به منظور شناسایی ژنهاي مهم در بافتهاي مختلف با استفاده از این DDD صورت گرفته است 24 - ، . - 26 ژنومیکس مقایسهاي بر این فرض استوار است که مراحل بیولوژیکی مهم اغلب بین گونههاي مختلف حفاظت شده هستند . - 27 - نتایج نشان داد که هفت ژن در بافت چربی این سه پستاندار بیان بالایی داشتند - جدول . - 1 همه این ژنها نیز بیان بالاتر از 2.5 در دادههاي مربوط به ریزآرایه در بافت چربی انسانی داشتند. همچنین این نتایج تئوري بیان حفظشده غیر تصادفی ژنهاي ارتولوگ1 را تایید میکند. طبق این تئوري مراحل بیولوژیکی و ژنهاي مهم بین گونههاي مختلف حفاظت شده هستند
جدول .1 میزان بیان ژنهاي مشترك و با بیان بالا در بافت چربی سه پستاندار مورد بررسی
-1 نتایج DDD مربوط به تغییرات چند برابري ژنها در بافت چربی پستاندار مربوطه -2 نتایج COXPRESdb میزان بیان ژنها در دادههاي ریز آرایه در بافت چربی انسان - در مبناي لگاریتمی - 2
نقش 7 ژن شناسایی شده در متابولیسم چربی در گزارشات متعددي به اثبات رسیده است 1 - ، 2، 15، 20، 23، 25، . - 28 با آنالیز پروموتور این ژنها در پروموتورهاي انسانی، در کل TFBS 6 - با معناداري - P-value<=0.01 شامل جعبه TATA، SREBP1، PPARG، USF، NFY و C-Myb که در پروموتور همه این ژنها حضور داشت، شناسایی گردید. یکی از TFBS شناسایی شده جعبه TATA میباشد که عموما در پروموتورهاي یوکاریوتها یافت میشود
همچنین TFBS 4 شامل SREBP1، PPARG، USF و NFY شناسایی گردید که نقش آنها در متابولیسم چربی و بافت چربی گزارش شده است 5 - ، 7، 9، 12، 21، 29، 30، . - 31 حضور TFBS 4 درگیر در متابولیسم چربی در پروموتور این 7 ژن نیز تایید کننده اهمیت و نقش این ژنها در متابولیسم چربی بوده و همچنین نشان دهنده این مطلب است که ژنهاي با بیان بالا در یک بافت داراي ساختار پروموتوري مشابه میباشند. آخرین TFBS شناسایی شده مربوط به فاکتور رونویسی C-Myb میباشد.
