بازسازی، تجزیه و تحلیل توپولوژیکی شبکه متابولیکی بافت شکمبه گاو

Abstract

شکمبه نقش محوری در بازده تولید در نشخوارکنندگان دارد. درک فرآیند متابولیسم بافت شکمبه می‌تواند منجر به بهبود بازده تولید و در نتیجه سود اقتصادی در نشخوارکنندگان شود. در پژوهش حاضر، شبکه متابولیکی بافت شکمبه گاو با استفاده از اطلاعات ژنومی و اطلاعات موجود در پایگاه‌های داده مختلف، بازسازی شد. نتایج حاصل از بازسازی شبکه شامل 410 آنزیم، 1429 متابولیت به عنوان گره و 1777 واکنش به عنوان یال بود. ویژگی‌های این شبکه‌ی متابولیت محور توسط چند پلاگین نرم‌افزار سایتواسکیپ تجزیه و تحلیل شد. 15هاب متابولیت تعیین شد. نتایج جستجو در سایت KEGG pathway نشان داد که بیشتر هاب متابولیت‌ها شامل: کوآنزیم-آ، استیل کوآنزیم-آ، د- فرکتوز 6 فسفات، ابی کینون، سوکسینات، الکترون ترننسفراز فلافوپروتئین، پیروات، تتراهیدروفولات و 2 اگزالارات در واکنش‌های مربوط به چرخه متابولیک دخیل هستند. همچنین ژن‌های GPAT3، GPAT4، GPAM (2.3.1.15)، ETFDH (2.3.1.41)، CPT1C، CPT1B، CPT1A، CPT2 (2.3.1.21)i در متابولیسم اسیدهای چرب شرکت می‌کنند که این ژن‌ها ممکن است برای بهبود بازده تولید محصولات گاوی ضروری باشند. توزیع درجه گره شبکه از توزیع درجه نمایی پیروی می‌کند بنابراین ویژگی مقیاس آزاد را نشان می‌دهد. میانگین طول مشخصه مسیر 142/13 و قطر شبکه 38 بود که نشان می‌دهد شبکه ویژگی جهان کوچک را نیز دارد. پژوهش حاضر اولین مطالعه با هدف بازسازی شبکه متابولیکی بافت شکمبه است که ممکن است اطلاعات در جهت درک بیشتر پتانسیل متابولیکی شکمبه را بهبود دهد. هاب متابولیت‌ها در شبکه‌های مقیاس آزاد نقش معنی‌داری در حفظ ثبات توپولوژیک ایفا می‌کنند به همین دلیل بنظر می‌رسد برای تحقیقات اصلاح نژاد دام مفید باشند.