آنالیز بیوانفورماتیکی و شناسایی پلی مورفیسم های جدید نوکلئوتیدی اگزون شماره ی 2 ژن Ovar MHC-DRB1 در گوسفندان نژاد بومی قزل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، ژنتیک و اصلاح نژاد دام، دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی، گروه علوم دامی

2 استاد ژنتیک و اصلاح نژاد دام، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 استادیار ژنتیک و اصلاح نژاد دام، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

4 دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی پزشکی، گروه بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، تبریز، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه شناسایی پلی ­مورفیسم ­های جدید نوکلئوتیدی در اگزون شماره­ ی 2 ژن MHC-DRB1 است که با ایجاد مقاومت ژنتیکی نسبت به نماتد­های دستگاه گوارشی در گوسفندان نژاد بومی قزل ایرانی در ارتباط است. در این تحقیق از 100 بره­ ی نر 4 تا 6 ماهه نژاد بومی قزل استفاده شده بود که به ­طور­تصادفی از میان 5 گله مردمی در سطح استان آذربایجان­ شرقی انتخاب شده بودند و با استفاده از تکنیک PCR-RFLP پلی­ مورفیسم­ های نوکلئوتیدی مقدماتی و ارتباط آن­ها با تعداد تخم­ انگل شمارش شده در مدفوع، بررسی شد. متعاقباً، 4 نمونه محصول PCR از بره ­های هر گله (یک نمونه از هرگله) به­ طور تصادفی انتخاب و توالی ­یابی شدند. نتایج حاصل از توالی­ یابی با سایر توالی­ های نوکلئوتیدی ثبت شده در بانک ژنNCBI  برای نژادهای مختلف از سراسر جهان، مقایسه شدند. در نتایج حاصل از بررسی هم ­ردیفی­ ها، 9 پلی ­مورفیسم جدید (2­جهش حذفی، 5­ جهش جایگزینی و 2­جهش اضافه شدن نوکلئوتید) درتوالی­ های اگزون شماره ­ی 2 ژن MHC-DRB1 در نژاد قزل شناسایی شد. وجود این پلی ­مورفیسم­ های نوکلئوتیدی جدید باعث تغییر توالی ­های آمینو­اسیدی شده و در نتیجه منجر به ایجاد تغییرات در ساختار شکاف اتصال پپتیدهای بیگانه در پروتئین هترودایمریک DR موجود در غشاء سلول ­های ارائه کننده ­ی آنتی­ ژن ­ها می ­شود به­ طور­کلی احتمالاً وجود پلی­ مورفیسم ­های جدید در اگزون شماره­ ی­2 این ژن باعث تغییر ساختار پروتئین مربوط به آن شده و این موضوع نیز باعث افزایش اعتبار ارتباط بین پلی­ مورفیسم شناسایی شده و صفت مورد بررسی می­ شود.

کلیدواژه‌ها


Amills, M., Francino, O. and Sanchez, A. (1995). Nested PCR allows the characterization of TaqI and PstI RFLPs in the second exon of the caprine MHC class II DRB gene. Veterinary Immunology and Immunopathology. 48: 313–321.
Ashrafi, F., Hashemi, A., Mardani, K. and Darvishzadeh. (2014). Study on genetic variability in MHC-DRB1 second exon in Makuie sheep breed population. Genetika. 46:269–275.
Ballingall, K. T., Fardoe, K. And McKeever, D. J. (2008). Genomic organization and allelic diversity within coding and non-coding regions of the Ovar-DRB1 locus. Immunogenetics. 60:95–103.
Charon, KM. (2003). Genes controlling resistance to gastrointestinal nematodes in ruminants. Journal of Animal Science Papers and Reports. 22: 135–139.
Figueroa Castillo, JA., Mendez Mendina, RD., Berruecos Villalbos, JM., Gayosso Vazquez, A., Ulloa Arvizu, R, Acosta Rodriguez, R., Perez Ramirez, H. and Alonso Morales, RA. (2011). Association between major histocompatibility complex microsatellites, fecal egg count, and blood packed cell volume and blood eosinophilia in Peibuey sheep infected with Haemonchus contortus. Veterinary Parasitology. 177: 339–344.
 Gruszczyńska, J., Brokowska, K., Charon, KM. And Swiderek, WP. (2005). Restriction fragment length polymorphism of exon 2 Ovar-DRB1 gene in Polish Heath Sheep and Polish Lowland Sheep. Journal of Applied Genetics. 46: 311–314.
Gruszczynska, J., Charon, KM., Kitlinska, J. and Szydlowski, M. (2000). The influence of OLA-DRB1 (MHC class II) gene polymorphism on lamb body weight and weight gain in Polish Heath Sheep. Journal of Applied Genetics. 41: 101–112.
Hajializadeh Valilou, R., Rafat, SA., Notter, DR., Shojda, D., Moghaddam, Gh. and Nematollahi, A. (2015). Fecal egg counts for gastrointestinal nematodes are associated with a polymorphism in the MHC-DRB1 gene in the Iranian Ghezel sheep breed. Journal of Frontiers in Genetics. 6: 1–11.
Hazelby, CA., Probert, AJ. and Rowlands, DAPT. (1994). Anthelmintic resistance in nematodes causing parasitic gastroenteritis of sheep in the UK. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics. 17: 245252.
http://mafft.cbrc.jp/alignment/server/): MAFFT-a multiple sequence alignment.
http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER: TASSER: Protein structure and function prediction
https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast: NCBI nucleotide Blast.
Jamshidi, R., Nikbakht Brujeni, Gh., Derakhshandeh, A. and Talebnia, R. (2011). Exon 2 Ovar-DRB1 gene polymorphism in the Iranian Sangsari sheep. International Journal of Veterinary Research. 5: 59–62.
Konnai, S., Nagaoka, Y., Takesima, S., Onuma, M. and Aida, Y. (2003). Technical note: DNA typing for ovine MHC DRB1 using polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Journal of Dairy Science. 86: 33623365.
Larruskain, A., Minguijón, E., Garcia Etxebarria, K., Arostegui, I., Moreno, B., Juste, RA. and Jugo, BM. (2012). Amino acid signatures in the Ovar-DRB1 peptide-binding pockets are associated with Ovine Pulmonary Adenocarcinoma susceptibility/resistance. Journal of Biochemical and Biophysical Research Communications. 428: 463468.
Li, RY.,  Hui, WQ., Jia, B., Shi, GQ., Zhao, ZS., Shen, H., Peng, Q., Lv, LM., Zhou, QW. and Li, HT. (2011). The relationship between MHC-DRB1 gene second exon polymorphism and hydatidosis resistance of Chinese merino (Sinkiang Junken type), Kazakh and Duolang sheep. Journal of Parasite. 18: 163–169.
Mason, IL. (1996). A World Dictionary of Livestock Breeds, Types and Varieties. Fourth Edition. CAB International. UK. Pp 273.
Matika, O., Pong Wong, R., Wooliams, JA. And Bishop, SC. (2011). Confirmation of two quantitative trait loci regions for nematode resistance in commercial British terminal sire breeds. Animal. 5: 1149–1156.
Nikbakht Boroujeni, Gh., Emam, M., Mahmoud Zadeh, H., Hamed Monfared, E. and Talebnia Jahromi, R. (2009). Typing of Ovar-DRB1 second exon with PCR-RFLP technique in Iranian Shaul sheep. Iranian Journal of Veterinary Research. 10: 250254.
Nikbakht, Gh., Rezaii, H., Stear, M.J., Talebi, M.A. and Mahmoudzadeh, H. (2012). Allelic polymorphism in the second exon of Ovar-DRB1 in fat-tailed sheep. The Veterinary Journal. 192: 547549.
Saitou, N. and Nei, M. (1987). The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular Biology and Evolution. 4: 406425.
Sayers, G., Good, B. and Hanrahan, J.P. (2005). Major histocompatibility complex DRB1 gene: its role in nematode resistance in Suffolk and Texel sheep breeds. Parasitology. 131: 403409.
Schaschl, H., Goodman, S.J. and Suchentrunk, F. (2004). Sequence analysis of the MHC class II DRB alleles in Alpine chamois (Rupicapra r. rupicapra). Developmental and Comparative Immunology. 28: 265–277.
Schook, LB. and Lamont, SJ. (1996). The major histocompatibility complex region of domestic animal species. CRC Press. US.
Schwaiger, F.W., Gostomski, D., Stear, M.J., Duncan, J.L., Mckellar, QA., Epplen, JT. and Buitcamp, J. (1995). An ovine major histocompatibility complex DRB1 allele is associated with low faecal egg counts following natural, predominantly Ostertagia circumcincta infection. International Journal for Parasitology. 25: 815–822.
Shen, H., Han, G., Jia, B., Jiang, S. and Du, Y. (2014). MHC-DRB1/DQB1 Gene Polymorphism and Its Association with Resistance/Susceptibility to Cystic Echinococcosis in Chinese Merino Sheep. Journal of Parasitology Research. 2014: 1–7.
Singh, P.K., Singh, S.V., Singh, MK., Saxena, V.K., Singh, AV. and Sohal, JS. (2012). Genetic analysis of MHC Class II DRB gene in an endangered Jamunapari breed of goats. Indian Journal of Biotechnology. 11: 220–223.
Sohrabi, M., Molaee, V., Osfoori, R., Nikmard, M. and Eskandari Nasab, M.P. (2013). DRB1 Gene Patterns of Two Iranian Sheep Breeds. Iranian Journal of Applied Animal Science. 3: 561–565.
Tamura, K. (1992). Estimation of the number of nucleotide substitutions when there are strong transition-transversion and G + C content biases. Molecular Biology and Evolution. 9: 678–687.. Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M. and Kumar, S., (2011). MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance and Maximum Parsimony Methods. Molecular Biology and Evolution. 28: 2731–2739.
Tavakolian, J. (2000). An Introduction to Genetic Resources of Native Farm Animals in Iran. Animal Science Genetic Research Institute Press, Tehran, Iran.