Skip to main content
SUPERVISOR
اسماعیل ابراهیمی (استاد راهنما) منصور ابراهیمی (استاد مشاور) عباس پاکدل (استاد راهنما)
 
STUDENT
Somayeh Sharifi
سمیه شریفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Identification of Key Genes and Candidate Biomarkers in the Clinical Mastitis of Dairy Cattle
The gram-negative bacteria such as E. coli are assumed to be among the main agents that cause severe mastitis disease with clinical signs in dairy cattle. Rapid detection of this disease is so important in the dairy cattle industry in order to prevent transmission of infectious agents to other cows and helps to reduce inappropriate use of antibiotics. With the rapid progress in high-throughput technologies and accumulation of various kinds of ‘-omics’ data in public repositories, there is an opportunity to retrieve, integrate, and reanalyze the related resources to improve the diagnosis and treatment of mastitis diseases and to provide mechanistic insights into the host resistance in an efficient way. Meta-analysis is a relatively inexpensive option with good potential to increase the statistical power and generalizability of single-study analysis. This meta-analysis not only reinforced the key findings in individual studies but also enriched several novel terms. In the current research, twelve meta-genes were detected by the majority of Attribute Weighting algorithm (AW)s as the most informative genes. The Decision Tree model (DT)s efficiently discovered the best combination of the meta-genes as bio-signature and confirmed some of the top-ranked genes as biomarkers in dairy cows with E. coli mastitis. At the end of the work and by gene regulatory networks we were able to introduce the most important gene regulators and gene targets in response to E. coli mastitis. Keywords: Clinical Mastitis, Dairy Cattle, Attribute weighting algorithm, Decision tree models, Biomarker, Transcriptom.
بیماری ورم پستان از جمله بیماری‌های مهم و بعنوان یکی از پرهزینه ترین بیماریهای صنعت پرورش گاو شیری شناخته شده است. از طرفی تشخیص سریع این بیماری و شناسایی نوع عامل عفونی درگیر ? بدلیل جلوگیری از انتقال به سایر دامها? کاهش عملکرد تولیدی و تولید مثلی، کاهش کیفیّت شیر، افزایش حجم کار، حذف زودهنگام? هزینه‌ی بالای درمان و کاهش استفاده از آنتی بیوتیکهای غیرمناسب اهمیت ویژه‌ای دارد. باکتری‌ گرم منفی اشیرشیاکلی ( E. coli ) از جمله عوامل اصلی مسبّب ورم پستان بالینی در نظر گرفته می‌شود. با رشد سریع در فن‌آوریهای پربرونداد و اجتماع انواع مختلفی از داده‌های "-امیک" در مخازن عمومی? فرصت مناسبی برای بازیابی? یکی کردن و آنالیز مجدد این داده‌ها به منظور پیداکردن راهبردهایی جهت بهبود? تشخیص و درمان بیماریهای مختلف فراهم شده است. فراتحلیل (متا-آنالیز) گزینه نسبتا ارزشمندی جهت یکی کردن نتایج مطالعات مستقل به منظور افزایش قدرت آماری و تعمیم‌پذیری نتایج به شمار می‌رود. در تحقیق حاضر? از متا-آنالیز جهت یکی‌کردن نتایج حاصل از 6 داده‌‌ی ریزآرایه که ساختار ترنسکریپتوم بافت غده‌ی پستان بعد از وقوع ورم پستان القا شده توسط عامل عفونی E. coli را مورد بررسی قرار داده بودند استفاده گردید. نتایج متا-آنالیز نه تنها یافته‌های کلیدی مطالعات انفرادی را تایید کرد? بلکه پروسه‌های سلولی جدیدی را معرفی نمود که سهم بسزایی در شناسایی مکانیسمهای درگیر در این بیماری نشان می‌دهند. در این تحقیق برای اولین بار از رویکرد یادگیری ماشین برای اولویت بندی ژنهایی که توسط متا-آنالیز به عنوان تفاوت بیانی معرفی شده بودند (متا-ژنها)? جهت پیداکردن پراهمیت‌ترین ژنها در پاسخ به بیماری مورد نظر (ورم پستان القا شده توسط باکتری E. coli ) استفاده گردید. در این راستا دوازده متا-ژنی که توسط اکثر الگوریتم‌های وزن دهی به عنوان ژنهایی با اثرگذاری بیشتر شناسایی شدند شامل: CXCL8 (IL8)? NFKBIZ? HP ? ZC3H12A? PDE4B? CASP4? CXCL2? CCL20? GRO1(CXCL1)? CFB? S100A9 و S100A8 معرفی گردیدند. این تحقیق به درستی نشان داد که ترکیب دو ابزار جدید داده‌کاوی یعنی یادگیری ماشین و متا-آنالیز فرصت خوبی در اختیار محققین قرار می‌دهد تا ژنهای کلیدی تر را با وضوح بیشتری شناسایی نمایند. در پایان از طریق آنالیز شبکه‌های تنظیمی ژن? تنظیم گرهای کلیدی ( MAPK1? TP53? SP1? MAPK14? INS ? EGF ? AKT1? IFNG ) و ژنهای هدف پر اهمیت‌تر ( MAPK3 ? ? MAPK14 ? BCL2 ? MMP2 ? VEGFA ? MAPK8 IL10) در پاسخ به ورم پستان القا شده توسط باکتری E. coli معرفی گردیدند. نتایج این تحقیق? توانسته است اطلاعات پایه‌ای برای بکارگیری استراتژی‌هایی در جهت بهبود روشهای تشخیص و درمان ورم پستان ناشی از E. coli در گاو شیری فراهم نماید. کلمات کلیدی: ورم پستان، گاو شیری ? الگوریتم‌های وزن دهی? مدلهای درخت تصمیم? نشانگر زیستی? ترنسکریپتوم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی