اثر کمپلکس ژنی اسپلایسوزوم در مرحله انتقال از تخمگذاری به کرچی از طریق پروفایل ترانسکریپتومی هیپوفیز بوقلمون مادر

بانکی زاده, فاطمه; روشنفکر, هدایت اله; بنابازی, محمدحسین; نظری, محمود; صفری, رضا

doi:10.22092/vj.2021.353405.1814

اثر کمپلکس ژنی اسپلایسوزوم در مرحله انتقال از تخمگذاری به کرچی از طریق پروفایل ترانسکریپتومی هیپوفیز بوقلمون مادر

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

¹ گروه علوم دامی، دانشکده علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران.

² بخش پژوهش‌های بیوتکنولوژی، موسسه تحقیقات علوم دامی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

³ گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

10.22092/vj.2021.353405.1814

چکیده

اسپلایسووزم یک کمپلکس بزرگ ریبونوکلئوپروتئینی است، که فرآیند پیرایش mRNA‌ی پیش ساز را در سلول‌های یوکاریوتی هدایت می‌کند. در مطالعه حاضر پروفایل ترانسکریپتوم هیپوفیز بوقلمون مادر تجاری از نژاد بیوتی طی مراحل تخم‌گذاری و کرچی مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 334 ژن با بیان متفاوت بین دو گروه تشخیص داده شد، که 229 ژن دارای بیان زیاد و 105 ژن دارای بیان کم در گروه تخم‌گذار در مقایسه با گروه کرچ مشاهده شد. در این مطالعه نتایج تجزیه و تحلیل هستی‌شناسی و KEGG نشان داد که ژن‌های مسیر اسپلایسوزوم نقش موثری در مرحله انتقال از تخم‌گذاری به کرچی بوقلمون‌ها داشتند (05/0>P). علاوه بر این در مسیر انتقال یون کلسیم در بخش عملکرد مولکولی، فرآیند پیرایش باعث فعال‌شدن و ایجاد ایزوفرم‌های مختلف ژن مربوط به کلسیم –کالمادولین وابسته به پروتئین کیناز دو آلفا شد، که نقش مهمی در سیستم نوروترانسمیتری و هورمونی دارد. در این مطالعه نشان داده شد که، ژن‌های SNRPD1، SNRPF و SNRPA1 مربوط به کمپلکس اسپلایسوزوم برای ساخت فولیکول‌ها و باروری ضروری هستند. ژن HSPA8 نیز که در بوقلمون‌های تخم‌گذار نسبت به کرچ بیان کمتری داشت، در اتوفاژی و تخریب فولیکول‌ها در بوقلمون‌های کرچ نقش داشت.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.24235407.1401.35.1.4.3

عنوان مقاله [English]

Effect of spliceosome gene complex underlying the transition between the laying and brooding phases in pituitary transcriptome profile of breeder turkey

نویسندگان [English]

F bankizadeh ¹
H Roshanfekr ¹
M.H Banabazi ²
M. Nazari ¹
R. Safari ³

¹ Department of Animal Science, Animal Science and Food Technology Faculty, Agricultural Sciences and Natural Resources, University of Khuzestan, Mollasani, Iran.

² Department of Biotechnology, Animal Science Research Institute of IRAN (ASIR), Agriculture Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.

³ Department of Animal Science, Agriculture Faculty, University of Buali Sina, Hamadan, Iran

چکیده [English]

The spliceosome is a large ribonucleoprotein complex that guides pre-mRNA splicing in eukaryotic cells. In this research, pituitary transcriptome profile of commercial breeder turkey of BUT breed was studied during the laying and broodiness phases. A total of 334 differentially expressed genes during egg-laying phases and brooding phases were identified. There were 229 upregulated and 104 downregulated at egg-laying phases compared with brooding phases. In the present study results of both GO and KEGG analysis suggested that the genes in the spliceosome complex are critical in the transition from the egg-laying to brooding phase turkeys. In addition, in the calcium ion transport in the biological process, splicing activates and creates various isoforms of the calcium/calmodulin alpha, which plays an important role in the neurotransmitter and hormonal systems of turkeys. In this study it was revealed that SNRPD1, SNRPF and SNRPA1/U2A in spliceosome complex were essential for folliculogenesis and fertility. HSPA8 was
significantly down-regulated at laying turkeys compared with broodiness turkeys was involved in autophagy and follicular regression in broody turkey.

کلیدواژه‌ها [English]

Spliceosome
Pituitary
Broodiness
Egg-Laying
Gene Expression

مراجع

1- Ahmed, E., D., Z. Jianhong and D. U. Yuchun. 2016. Systematic Proteomic Identification of the Heat Shock Proteins (Hsp) that Interact with Estrogen Receptor Alpha (ERα) and Biochemical Characterization of the ERα- Hsp70 Interaction. PLoS ONE 8: 11.
2- Alwaeely, F. A., K. N. Madlum and M. A. Alsaadi. 2021. Immunomodulatory Effect of Propolis on Foxp3 Gene Expression in Human Peripheral Blood Mononuclear Cells Stimulated in vitro with Pseudomonas Aeruginosa Ag. Archives of Razi Institute. 76: 887-894.
3- Anders, S., P.T. Pyl and W. Huber. 2014. HTSeq - A Python framework to work with highthroughput sequencing data. Bioinformatics. 31(2):166–169.
4- Andrews, S. 2010. FastQC: a quality control tool for high throughput sequence data. Available online:http://bioinformatics.Babraham.ac. uk/projects/fastqc.
5- Bates, M. D. and P. M. Conn. 1984. Calcium mobilization in the pituitary gonadotrope: relative roles of intra- and extracellular sources. Endocrinology 115:1380–1385.
6- Bolger, A., M. Lohse and B. Usadel. 2014. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. Bioinformatics 30(15),2114-2120.
7- Faeqali Jan, M., H. Muneer Al-Khafaji, B. Hasan Al-Saadi and M. K. Aneed Al-Saedi. 2021. Assessment of Interleukin-8 in Bronchial Asthma in Iraq. Archives of Razi Institute. 76: 913-923.
8- Gomez Redondo, I., R. Fernandez-Gonzalez, R. Laguna-Barraza, E. Pericuesta, K. Horiuchi, J. Valcarcel and A. Gutierrez-Adan. 2018. Impaired folliculogenesis in U12 intron splicing-defective Zrsr2 mutant mice. 51st Annual Meeting in New Orleans 10-13.
9- Kania, E., B. Pajdk and A. Orzechowski1. 2015. Calcium Homeostasis and ER Stress in Control of Autophagy in Cancer Cells. BioMed Research International. Article ID 352794, 12 pages.
10- Kim D., B. Langmead and S. L. Salzberg. 2015. HISAT: a fast spliced aligner with low memory requirements. Nature methods 12:357-360.
11- Kim, Y.D., J. Lee, H.S. Kim, M.O. Lee, M.S. Son, C.H. Yoo. and J. K. Choi. 2017. The unique spliceosome signature of human pluripotent stem cells is mediated by SNRPA1, SNRPD1, and PNN. Stem Cell Research 22, 43-53.
12- Mingming, L.E.I., Q.I.N. Qingming and S.H.I. Zhendan. 2020. Transcriptome analysis to unravel the gene expression profile of ovarian follicular development in Magang goose. Reproduction and Development 66, 4.
13- Nilsen, T.W. and B.R. Graveley. 2010. Expansion of the eukaryotic proteome by alternative splicing. Nature 463: 457– 463.
14- Planells, B., L. Gomez-Redondo, E. Pericuesta, P. Lonergan, A. Gutierrez and A. Adan. 2019. Differential isoform expression and alternative splicing in sex determination in mice. BMC Genomics 20:202.
15- Reed, R., J. Griffith and T. Maniatis. 1988. Purification and visualization of native spliceosomes. Cell 53, 949–961.
16- Ritchie, M.E., B. Phipson, D. Wu, Y. Hu, C.W. Law and W. Shi. 2015. Limma powers differential expression analyses for RNA-sequencing and and microarray studies. Nucleic Acids Research 43, 7.
17- Liu, H, J. Wang, L. Li, C. Han and H. Xu. 2018. Transcriptome analysis revealed the possible regulatory pathways initiating female geese broodiness within the hypothalamic-pituitary-gonadal axis. PLoS ONE 13, 2.
18- Luhrmann, R., B. Kastner and M. Bach. 1990. Structure of spliceosomal snRNPs and their role in pre-mRNA splicing. Biochim Biophys. Acta 1087, 265-292.
19- Skelding, K.A., J.A.P. Rostas, M. Nicole and N.M. Verrills. 2011. Controlling the cell cycle: The role of calcium/calmodulin-stimulated protein kinases I and II. Cell Cycle 10:4, 631-639.
20- Takata, K., M. Otsuka, T. Kishikawa, Y. Kudo, T. Goto, H. Yoshida and K. Koike. 2012. A miRNA machinery component DDX20 controls NF-κB via microRNA-140 function. Biochemical and Biophysical Research Communications. 420 (3): 564–569.
21- Wahl, M.C., C.L. Will and R. Luhrmann. 2009. The spliceosome: design principles of a dynamic RNP machine. Cell. 136(4):701-719.
22- Wang, Z. and C.B. Burge. 2008. Splicing regulation: From a parts list of regulatory elements to an integrated splicing code. RNA 14: 802–813.
23- Ward, A.J. and T.A. Cooper. 2010. The pathobiology of splicing. Pathol 220: 152–163.
24- Xie, J., and D.L. Black. 2001. A CaMK IV responsive RNA element mediates depolarization-induced alternative splicing of ion channels. Nature 410:936-939.
25- Xie, S., X. Yang, D. Wang, F. Zhu, N. Yang and Z. Hou. 2017. Thyroid transcriptome analysis reveals different adaptive responses to cold environmental conditions between two chicken breeds. PLoS ONE 13(1).
26- Ye, P., Ge, K., Li, M., Yang, L., Jin, S. Zhang, C., Chen, X. and Geng, Z. 2019. Egg-laying and brooding stage-specific hormonal response and transcriptional regulation in pituitary of Muscovy duck (Cairina moschata). Poultry Science 98:5287–5296.
27- Yu, J., Y. Lou and A. Zhao. 2016. Transcriptome analysis of follicles reveals the importance of autophagy and hormones in regulating broodiness of Zhedong white goose. Scientific Reports 6,36877.