Моҳии караси тиллоии пушттиллоӣ, Carassius auratus, дар пӯсти пушташ ранги тиллоии доимӣ ва фарқкунанда дорад. Ин ранг танҳо хусусияти визуалӣ нест; он барои шиносоии манбаи генетикии маҳаллӣ, арзиши иқтисодӣ ва ҳифзи он дар системаҳои анъанавии парвариш, ки ба шолизорҳо асос ёфтаанд, низ аҳамият дорад.

Feng Chen ва ҳамкоронаш таҳқиқ карданд, ки ҳарорати баланд ва шуоъҳои ултрабунафш шабакаҳои танзими генҳоро дар бофтаи пӯсти ин моҳӣ чӣ гуна тағйир медиҳанд. Саволи асосӣ ин буд, ки ҳангоми фаъол шудани системаҳои муҳофизатии пӯст дар шароити фишори муҳити зист, генҳои марбут ба пигментатсия ва роҳҳои мубодилаи моддаҳо чӣ гуна аз нав танзим мешаванд.

Пас аз давраи мутобиқшавии ҳафтрӯза моҳӣ ба чор гурӯҳи таҷрибавӣ ҷудо карда шуд:

• Гурӯҳи назоратӣ, ки дар 25°C ва бе UV нигоҳ дошта шуд,
• Гурӯҳи гармӣ, ки ба 34°C дучор карда шуд,
• Гурӯҳи UV, ки ба нури UVC бо 185 nm дучор карда шуд,
• Гурӯҳи фишори якҷоя, ки дар он 34°C ва UVC ҳамзамон татбиқ гардид.

UV бо лампаи UVC, ки 10 cm болотар аз сатҳи об ҷойгир буд, барои ду рӯз, ҳар рӯз 12 соат татбиқ шуд. Шиддати миёнаи шуоъ дар сатҳи об 0,75 W/m² чен карда шуд ва тамоми таҷриба 48 соат идома ёфт.

Дар ҳар гурӯҳ се такрори биологӣ омода карда шуд. Барои як такрори биологӣ бофтаи пӯсти се моҳӣ якҷоя шуда, як намунаи таркибӣ ташкил дод. Ҳамин тавр, аз чор гурӯҳ ҳамагӣ 12 намунаи таркибии пӯст ба даст омад. Ҳар намуна барои RNA-seq, miRNA-seq ва тасдиқи qRT-PCR ба се қисм ҷудо карда шуд.

Натиҷаҳои секвенсияи RNA нишон доданд, ки бо зиёд шудани фарогирии стресс шумораи генҳои ифодаашон тағйирёфта низ зиёд шуд. Нисбат ба назорат:

• Дар гурӯҳи гармӣ 9.042,
• Дар гурӯҳи UV 12.753,
• Дар гурӯҳи якҷояи гармӣ ва UV 13.175 ген бо ифодаи фарқкунанда муайян карда шуд.

Ин рақамҳо нишон медиҳанд, ки UV танҳо нисбат ба гармӣ ҷавоби васеътари транскрипсионӣ ба вуҷуд овардааст ва татбиқи якҷоя фарогиртарин тағйири ифодаи генро ба вуҷуд овардааст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот таҳлили дуомилиеро пешниҳод намекунад, ки мустақиман санҷад, оё таъсири якҷоя ҷамъшаванда, синергетикӣ ё антагонистӣ аст.

Дар гурӯҳи гармӣ роҳи сигналии MAPK, метаболизми глицин-серин-треонин ва метаболизми кислотаи арахидонӣ барҷаста буданд. Дар гурӯҳи UV ба инҳо меланогенез ва роҳи сигналии PI3K-Akt илова шуданд. Дар гурӯҳи фишори якҷоя бошад, метаболизми аминокислотаҳо, метаболизми кислотаи арахидонӣ ва коркарди сафеда дар ретикулуми эндоплазмавӣ бештар намоён гардиданд.

Сафедаҳои шоки гармӣ вобаста ба навъи стресс дар як самт тағйир наёфтанд. Генҳои hsp72 ва hsp27 дар гурӯҳҳои гармӣ ва фишори якҷоя зиёд шуданд, аммо дар гурӯҳи танҳо UV коҳиш ёфтанд. pp5 бошад, дар ду гурӯҳи дорои UV зиёд шуд. Дар шабакаи PI3K-Akt, hsp90 ва cdc37 махсусан бо гармӣ ва татбиқи якҷоя алоқаманд буданд, дар ҳоле ки redd1 дар ҳамаи гурӯҳҳои стресс тағйир ёфт.

Гени mitf, ки ҳамчун танзимгари марказии истеҳсоли пигмент қабул мешавад, низ вобаста ба навъи стресс рафтори муқобил нишон дод. Дар гармӣ зиёд шуд ва дар UV коҳиш ёфт. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки танзими пигментатсия дар ҳамаи стрессҳои муҳити зист яксамта фаъол намешавад.

Ғанишавии роҳи меланогенез дар гурӯҳи UV маънои мустақими зиёд шудани истеҳсоли меланинро надорад. Дар таҳқиқот миқдори меланин, ранги пӯст, шумораи хроматофорҳо ё тақсимоти микроскопии ҳуҷайраҳои пигментӣ чен нашудааст. Ғанишавӣ танҳо нишон медиҳад, ки генҳои марбут ба меланогенез нисбат ба интизори тасодуфӣ бештар тағйир ёфтаанд.

Таҳлили Mfuzz 2.393 гени ифодаашон фарқкунандаро ба чор кластери динамикӣ ҷудо кард. Дар Кластери 1, ки тамоюли умумии афзоиши ифода дошт, 444 ген; дар Кластери 4, ки тамоюли умумии коҳиш дошт, 1.145 ген ҷой гирифт.

Дар ҳар ду кластер ғанишавии метаболизми тирозин диққатҷалбкунанда буд. Азбаски тирозин яке аз пешгузаштаҳои асосии синтези меланин аст, ин натиҷа робитаи метаболикиро байни стрессҳои муҳити зист ва пигментатсия нишон медиҳад. Аммо азбаски қисми генҳои як роҳ дар кластери афзоишёбанда ва қисми дигар дар кластери коҳишёбанда ҷой гирифтанд, натиҷаро бо модели оддии «синтези меланин зиёд шуд» ё «кам шуд» шарҳ додан мумкин нест.

Дар Кластери 1-и афзоишёбанда генҳое чун tyr, th, ки тирозин 3-монооксигеназаро код мекунад, ва dbh, ки допамин бета-гидроксилазаро код мекунад, ҷой доштанд. Дар Кластери 4-и коҳишёбанда бошад, comt ва дигар генҳои метаболизм буданд; метаболизми систеин ва метионин низ дар ин кластер ғанӣ буд.

Тамоюли коҳишёбанда дар метаболизми систеин ва метионин нишон медиҳад, ки дар мувозинати антиоксидантӣ, истифодаи аминокислотаҳои сулфурдор ва шароити редокси ҳуҷайра азнавтанзимкунӣ ба амал омада метавонад. Аммо дар таҳқиқот глутатион, намудҳои реактивии оксиген ё фаъолияти ферментҳои антиоксидантӣ мустақим чен нашудаанд.

Бо WGCNA 12 модули ҳам-ифодаи генҳо муайян шуд. Модули зард бо гурӯҳи гармӣ муносибати мусбати қавӣ нишон дод; коэффисиенти коррелятсия 0,93 буд. Модули сиёҳ низ бо гармӣ алоқаманд буд ва коррелятсияи он 0,86 буд. Модули фирӯзӣ бо гурӯҳи UV 0,91 ва модули қаҳваранг бо гурӯҳи фишори якҷоя 0,92 коррелятсия нишон дод.

Дар модули зарди марбут ба гармӣ gstt3, ки бо равандҳои антиоксидантӣ ва детоксикатсия алоқаманд аст; дар модули фирӯзии марбут ба UV casp3, ptges, il1b ва il8; ва дар модули қаҳваранги марбут ба фишори якҷоя генҳои эҳтимолии марказӣ чун ftmt ва ctsb муайян шуданд.

Ин номзадҳо нишон медиҳанд, ки UV метавонад намунаҳои молекулавии марбут ба илтиҳоб ва апоптозро ба вуҷуд орад, ва фишори якҷоя бошад, бо гомеостази оҳан, функсияи лизосомавӣ ва вайронкунии сафедаҳо алоқаманд бошад. Аммо WGCNA таҳлили ба коррелятсия асосёфта аст ва худ аз худ исбот намекунад, ки ин генҳо ҷавоби стрессро идора мекунанд.

Дар секвенсияи miRNA низ бо афзоиши фарогирии стресс шумораи miRNA-ҳои тағйирёфта зиёд шуд:

• Дар гурӯҳи гармӣ 95,
• Дар гурӯҳи UV 127,
• Дар гурӯҳи фишори якҷоя 160 miRNA-и ифодаашон фарқкунанда муайян шуд.

Дар ҳамаи се муқоиса 44 miRNA-и муштараки тағйирёфта пайдо шуд. Дар байни онҳо аъзои оилаи miR-200, miR-375, miR-182 ва miR-1388 буданд.

Ҳадафҳои ҳисоббаророна пешгӯишудаи ин miRNA-ҳо дар роҳҳои марбут ба стресс, аз ҷумла MAPK, PI3K-Akt, Rap1, ҳамкории ситокин-рецептор, ситоскелети актин ва адгезияи ҳуҷайра ғанӣ буданд. Дар шабакаҳои интегратсионӣ робитаҳои эҳтимолии танзимии miRNA-ҳо бо генҳое чун hsp72, hsp90, pp5 ва redd1 нишон дода шуданд.

Аммо ин робитаҳои miRNA–mRNA таҷрибавӣ тасдиқ нашудаанд. Робитаҳои ҳадаф бо нармафзори miRanda аз рӯи мувофиқати пайдарпайӣ ва ҳадҳои энергияи озод пешгӯӣ шуданд. Дар таҳқиқот озмоиши dual-luciferase, ингибитсияи miRNA, тақлиди miRNA ё ченкунии сафедаи ҳадаф анҷом дода нашудааст.

Барои арзёбии эътимоднокии натиҷаҳои RNA-seq ҳашт ген бо qRT-PCR санҷида шуданд: mitf, fgfr3, ywhaz, pgam2, gldc, mifa, ppp3ca ва creb5l. Гуфта шудааст, ки самти умумии ифодаи ин генҳо бо натиҷаҳои RNA-seq мувофиқ буд, гарчанде ки барои баъзе генҳо андозаи тағйир байни ду усул фарқ мекард.

Хулосаи асосии таҳқиқот ин аст, ки гармӣ ва UV муҳофизати пӯст ва танзими пигментатсияро ҳамчун ду раванди мустақил аз ҳам таъсир намедиҳанд. Сигналҳои MAPK ва PI3K-Akt, назорати сифати сафеда, илтиҳоб, апоптоз, метаболизми аминокислотаҳо ва истифодаи пешгузаштаҳои пигмент дар як шабакаи ягонаи молекулавии ҷавоб аз нав танзим шудаанд.

Муҳаққиқон пешниҳод мекунанд, ки фишори якҷоя пӯстро ба ҳолати молекулавии бештар муҳофизатӣ равона мекунад ва ҳамзамон танзими вобаста ба пигментатсия аз нав калибр карда мешавад. Бо вуҷуди ин, мустақим нишон дода нашудааст, ки ранги тиллоӣ кам, зиёд ё ноустувор шудааст.

Аз ин рӯ, таҳқиқот хулосаи «гармӣ ва UV ранги тиллоии моҳиро тағйир дод» не, балки хулосаи «гармӣ ва UV шабакаҳои ген, miRNA ва метаболизмро, ки метавонанд ба нигоҳдории ранги тиллоӣ алоқаманд бошанд, тағйир доданд» дастгирӣ мекунад.

Чаро караси пушттиллоӣ таҳқиқ шуд?

Караси пушттиллоии таҳқиқшуда ҳамчун манбаи генетикии маҳаллӣ, ки бо Системаи Шолӣ-Моҳӣ-Мурғобии Dong дар Congjiang-и Guizhou-и Чин алоқаманд аст, тавсиф шудааст. Гуфта мешавад, ки ин системаи кишоварзӣ дар соли 2011 аз ҷониби Созмони озуқаворӣ ва кишоварзии Созмони Милали Муттаҳид ҳамчун низоми мероси кишоварзии дорои аҳамияти ҷаҳонӣ эътироф шудааст.

Ранги устувори тиллоии пушти моҳӣ:

• Ба фарқ кардани популятсияи маҳаллӣ,
• Ба шиносоии маводи генетикӣ,
• Ба нигоҳдории арзиши ороишӣ ва парваришӣ,
• Ба ҳифзи арзиши бозорӣ мусоидат мекунад.

Бо вуҷуди ин, то ҳол маълумоти кофӣ нест, ки устувории ранг зери фишори муҳити зист, аз ҷумла ҳарорат ва UV, чӣ гуна нигоҳ дошта мешавад.

Чаро гармӣ ва шуоъ дар муҳити шолизор ҳамзамон муҳиманд?

Шолизорҳои камоб нисбат ба кӯл ё ҳавзи амиқ ба тағйироти муҳити зист зудтар ҷавоб медиҳанд. Дар тобистон ҳарорати об метавонад баланд шавад ва ҳамзамон шуоъҳои офтоб низ зиёд гарданд. Пӯсти моҳӣ бо ҳар ду омил мустақим тамос дорад.

Стресси гармӣ метавонад ба:

• Устувории сохтории сафедаҳо,
• Истифодаи энергияи ҳуҷайра,
• Мувозинати оксидативӣ,
• Шабакаҳои иммунӣ ва илтиҳобӣ таъсир расонад.

Шуоъҳои UV бошад, дар ҳуҷайраҳои пӯст бо:

• Стресси оксидативӣ,
• Ҷавобҳои марбут ба зарари DNA,
• Сигналҳои илтиҳобӣ,
• Ҳифзи бутунии ҳуҷайра,
• Пигментатсия ва равандҳои фотомуҳофизат алоқаманданд.

Ҷиҳати муҳимми таҳқиқот ин аст, ки он на танҳо як стрессор, балки гурӯҳи татбиқи якҷояи гармӣ ва UV-ро низ дар бар гирифтааст.

Оё UV-и истифодашуда нури табиии офтобро намояндагӣ мекунад?

Дар гурӯҳи UV лампаи UVC бо дарозии мавҷи 185 nm истифода шуд. Татбиқ барои ду рӯз, ҳар рӯз 12 соат, бо шиддати 0,75 W/m² анҷом ёфт.

Аз ин рӯ, таҷриба озмоиши саҳроӣ нест, ки тамоми спектри UV-и нури офтобро тақлид кунад. Он ҷавоби молекулавии шадидро ба як таъсири назоратшавандаи UVC дар лаборатория таҳқиқ мекунад.

Ин тафовут муҳим аст, зеро натиҷаҳоро мустақиман ба «нури табиии офтоб дар шолизор ҳамин тағйироти гениро ба вуҷуд меорад» умумӣ кардан мумкин нест. Дар муҳити табиӣ таркиби дарозии мавҷ, давомнокии рӯшноӣ, ҷаббиши нур аз ҷониби об, соя, абрнокӣ ва рафтори гурези моҳӣ низ таъсир мерасонанд.

Гурӯҳҳои таҷрибавӣ ва тарҳи намунагирӣ

Дар ҳар гурӯҳ се такрори биологӣ истифода шуд. Як такрор аз пӯсти омехтаи се моҳӣ иборат буд. Ин тарҳ имкон медиҳад, ки фарқҳои миёнаи молекулавии байни гурӯҳҳо таҳқиқ шаванд, аммо тақсимоти байни моҳии алоҳида мустақим нишон дода намешавад.

Омехта кардани намунаҳо метавонад таъсири арзиши ғайриоддии як моҳиро кам кунад. Аммо ҳамзамон:

• Тағйирёбии биологии байни инфиродҳоро пинҳон мекунад,
• Имкони таҳқиқи робитаи ҷинс, андоза ё шиддати ранги инфиродӣ бо ифодаи генро аз байн мебарад,
• Боис мешавад, ки воҳиди оморӣ намунаҳои омехта бошанд.

Гуфта шудааст, ки моҳӣ ба камолоти ҷинсӣ расида буданд, аммо тақсимоти ҷинс, андозаи бадан, ченкунии ранги ибтидоӣ ва тарҳи зарфҳои ҳар гурӯҳ муфассал гузориш нашудааст.

Чаро бофтаи пӯст интихоб шуд?

Пӯсти моҳӣ танҳо қабати ғайрифаъоли рӯйпӯшкунанда нест. Тибқи чаҳорчӯби биологии таҳқиқот, пӯст:

• Яке аз аввалин бофтаҳоест, ки тағйироти муҳити зистро ҳис мекунад,
• Монеаи ҷисмонӣ ташкил медиҳад,
• Дар муҳофизати антиоксидантӣ иштирок мекунад,
• Илтиҳоб ва иммунитетро танзим мекунад,
• Ба барқарорсозии бофта мусоидат мекунад,
• Ҳуҷайраҳои пигментӣ ва системаҳои истеҳсоли меланинро дар бар мегирад.

Аз ин рӯ, дар як бофта ҳам ҷавоби стресс ба гармӣ ва UV ва ҳам танзими пигментатсияро якҷоя таҳқиқ кардан мумкин аст.

Таҳлили транскриптом чиро чен мекунад?

Таҳлили транскриптом профили васеи молекулаҳои RNA-ро, ки дар ҳуҷайраҳо дар як вақт мавҷуданд, медиҳад. Афзоиши RNA-и як ген метавонад баланд шудани транскрипсия ё устувории RNA-и он генро нишон диҳад. Аммо афзоиши RNA ҳамеша маънои афзоиши ҳамсон дар миқдори сафеда ё фаъолияти ферментро надорад.

Дар таҳқиқот RNA-и пӯст бо Illumina NovaSeq 6000, бо хондани paired-end-и 150 base pair секвенсия шуд.

Раванди асосӣ чунин буд:

1. RNA-и умумӣ бо TRIzol истихроҷ шуд.
2. Бутунии RNA бо Agilent 2100 Bioanalyzer арзёбӣ шуд.
3. Танҳо намунаҳои RIN аз 8,0 баланд истифода шуданд.
4. Адаптерҳо ва пайдарпайиҳои пастсифат бо Trimmomatic хориҷ шуданд.
5. Хонишҳои тоза бо HISAT2 ба геноми истинодӣ мувофиқ карда шуданд.
6. Ифодаи генҳо бо StringTie ҳамчун TPM ҳисоб шуд.
7. Генҳои ифодаашон фарқкунанда бо edgeR муайян гардиданд.

TPM чиро ифода мекунад?

TPM ченаки нормализатсияшудаи ифода мебошад, ки одатан «transcripts per million» номида мешавад. Он дарозии ген ва миқдори умумии хонишҳоро ба назар гирифта, муқоисаи ифодаи генҳоро осон мекунад.

Муодилаҳои зерин барои шарҳи мантиқи умумии ҳисобкунии TPM оварда шудаанд; онҳо дар матни таҳқиқот ҳамчун формулаи мустақим дода нашудаанд:

\[ RPK_i=\frac{\text{gen }i\text{ için okuma sayısı}}{\text{gen uzunluğu, kb}} \]

\[ TPM_i=\frac{RPK_i}{\sum_j RPK_j}\times10^6 \]

• \(RPK_i\) арзиши хонишро, ки ба дарозии ген ислоҳ шудааст,
• \(TPM_i\) саҳми нисбии генро дар як миллион транскрипти нормализатсияшуда ифода мекунад.

TPM барои нишон додани намунаҳои умумии ифода истифода шуд; таҳлили ифодаи фарқкунанда бо edgeR анҷом ёфт.

Генҳо бо кадом ҳад фарқкунанда ҳисоб шуданд?

Барои он ки ген тағйирёфтаи маънодор ҳисоб шавад, чунин шартҳо истифода шуданд:

\[ |\log_2FC|>1 \]

ва

\[ FDR<0{,}005 \]

Шартҳо татбиқ шуданд.

Формулаи шарҳдиҳандаи fold change чунин аст:

\[ \log_2FC= \log_2\left( \frac{\text{tedavi grubundaki ifade}} {\text{kontrol grubundaki ifade}} \right) \]

Шарти \(|\log_2FC|>1\) маънои онро дорад, ки ифодаи ген зиёда аз ду маротиба боло равад ё аз нисфи сатҳи назорат поёнтар шавад.

Ҳади FDR-и 0,005 меъёри сахтест, ки барои маҳдуд кардани мусбатҳои бардурӯғ ҳангоми санҷиши ҳамзамони шумораи зиёди генҳо истифода шудааст.

Шакли 1: Тамоми транскриптоми пӯст чӣ гуна тағйир ёфт?

Шакли 1 дар саҳифаи 11 heat map-и коррелятсия, таҳлили компонентҳои асосӣ, кластеризатсияи иерархӣ, шумораи DEG ва се volcano plot-ро дар як тасвир якҷоя мекунад.

Намунаҳои як гурӯҳи табобатӣ ба ҳам наздик кластер шуданд. Ҷудо шудани намунаҳои назорат, гармӣ, UV ва фишори якҷоя дар фазои PCA нишон медиҳад, ки ҳар татбиқ имзои умумии гуногуни транскриптомии пӯст ба вуҷуд овардааст.

Он ки гурӯҳи якҷоя шумораи баландтарини DEG дорад, ҷавоби фарогиртарро нишон медиҳад. Аммо танҳо баланд будани DEG:

• Зарари вазнинтари бофта,
• Мутобиқшавии беҳтар,
• Синергияи биологӣ байни гармӣ ва UV-ро худ аз худ исбот намекунад.

Барои ин гурӯҳи якҷоя бояд мустақиман бо гурӯҳҳои гармӣ ва UV муқоиса шуда, interaction term-и ҳарорат × UV санҷида шавад. Дар таҳқиқот муқоисаҳои асосӣ ҳар табобатро бо назорат муқоиса кардаанд.

Ғанишавии KEGG чӣ нишон медиҳад?

Ғанишавии KEGG месанҷад, ки генҳои ифодаашон фарқкунанда дар роҳҳои муайяни биологӣ аз интизори тасодуфӣ бештар намояндагӣ шудаанд ё не.

Ғанишавии як роҳ маънои онро надорад, ки ҳамаи ҷузъҳои он дар як самт тағйир ёфтаанд ё фаъолияти биологии роҳ ҳатман зиёд шудааст. Дар як роҳ баъзе генҳо зиёд ва баъзеҳо кам шуда метавонанд.

Равандҳои барҷаста дар гурӯҳи гармӣ

Дар гармӣ асосан:

• Роҳи сигналии MAPK,
• Метаболизми глицин, серин ва треонин,
• Метаболизми кислотаи арахидонӣ ғанӣ шуданд.

Шабакаи MAPK яке аз системаҳои асосиест, ки сигналҳои берунаро ба ҷавобҳои дохилиҳуҷайравӣ мепайвандад. Дар таҳқиқот ин роҳ бо муҳофизати стресс, апоптоз ва мутобиқшавии ҳуҷайра алоқаманд карда шудааст.

Тағйир дар метаболизми аминокислотаҳо нишон медиҳад, ки талаботи энергетикӣ, редокс ва биосинтетикии ҳуҷайра дар гармӣ аз нав танзим мешавад.

Чаро меланогенез дар гурӯҳи UV барҷаста буд?

Дар гурӯҳи UV:

• Меланогенез,
• MAPK,
• PI3K-Akt,
• Метаболизми глицин-серин-треонин ғанӣ шуданд.

Азбаски меланин ғайр аз ташаккули ранг метавонад бо вазифаи муҳофизатии нурӣ алоқаманд бошад, ҷавоби генҳои пигментатсия ба UV аз ҷиҳати биологӣ маъно дорад.

Аммо таҳқиқот танҳо ифодаи генро чен кардааст. Ғанишавии роҳи меланогенез:

• Пӯстро ториктар шудани он,
• Зиёд шудани миқдори меланин,
• Нигоҳ доштан ё гум шудани ранги тиллоиро мустақим нишон намедиҳад.

Ретикулуми эндоплазмавӣ дар гурӯҳи фишори якҷоя

Дар гурӯҳи гармӣ ва UV якҷоя:

• Метаболизми глицин-серин-треонин,
• Метаболизми кислотаи арахидонӣ,
• Коркарди сафеда дар ретикулуми эндоплазмавӣ барҷаста шуд.

Ретикулуми эндоплазмавӣ дар қатшавӣ ва назорати сифати сафедаҳои нав иштирок мекунад. Тафсири таҳқиқот ин аст, ки ҳарорати баланд устувории сафедаро халалдор карда ва UV зарари ҳуҷайраро зиёд кардааст, аз ин рӯ гурӯҳи якҷоя метавонад ба назорати сифати сафеда бештар захираҳои молекулавӣ ҷудо кунад.

Ин тафсир ба ғанишавии транскриптом такя мекунад. Миқдори сафедаҳои нодуруст қатшуда ё сафедаҳои стресси ретикулуми эндоплазмавӣ биохимиявӣ чен нашудааст.

Шакли 2: Роҳҳои муштарак ва хос

Шакли 2 дар саҳифаи 13 ғанишавии KEGG-и се гурӯҳи стресс ва модели интегратсионии танзими стресс-пигментатсияро нишон медиҳад.

Тибқи Venn diagram:

• 12 роҳ танҳо ба гурӯҳи гармӣ хос,
• 3 роҳ танҳо ба гурӯҳи фишори якҷоя хос,
• 6 роҳ танҳо ба гурӯҳи UV хос мебошанд.
• Ҳафт роҳи ғанишуда дар ҳар се гурӯҳ муштараканд.
• Байни гармӣ ва фишори якҷоя 6,
• Байни гармӣ ва UV 5,
• Байни UV ва фишори якҷоя 20 роҳи муштарак нишон дода шудааст.

Муштаракии баланди UV ва фишори якҷоя нишон медиҳад, ки ҷавоби UV ҷузъи муҳимми имзои молекулавии татбиқи якҷоя мебошад.

Рафтори муқобили генҳо дар шабакаи MAPK

Муҳим аст, ки ҳатто агар як роҳ дар стрессҳои гуногун ғанӣ шавад, генҳои алоҳида метавонанд муқобил рафтор кунанд. Роҳи MAPK дар ҳамаи гурӯҳҳо як натиҷаи биологӣ намедиҳад.

Афзоиши сафедаҳои шоки гармӣ зери гармӣ ва фишори якҷоя бо муҳофизати устувории сафеда ва протеостаз мувофиқ аст. Коҳиш дар гурӯҳи UV нишон медиҳад, ки ҷавоби UV архитектураи танзимии дигар дорад.

Шабакаи PI3K-Akt

Роҳи PI3K-Akt бо зиндамонии ҳуҷайра, метаболизм ва мутобиқшавӣ зери стресс алоқаманд карда шудааст.

• hsp90 ва cdc37 дар гурӯҳҳои гармӣ ва фишори якҷоя зиёд шуданд.
• redd1 дар ҳамаи се гурӯҳи стресс тағйири маънодор нишон дод.

hsp90 ва cdc37 бо системае алоқаманданд, ки устувории сафедаҳо ва ҷузъҳои сигналиро дастгирӣ мекунад. redd1 ҳамчун ҷузъи ҳассосияти умумии стрессҳои муҳити зист баррасӣ шудааст.

Чаро mitf натиҷаи марказӣ аст?

mitf яке аз омилҳои асосии транскрипсионӣ мебошад, ки генҳои марбут ба инкишофи меланоситҳо ва ҳуҷайраҳои пигментиро танзим мекунад. Он бо ҷузъҳои синтези меланин, аз ҷумла тирозиназа, дар поёноб алоқаманд аст.

Дар таҳқиқот:

• mitf зери гармӣ зиёд шуд.
• mitf зери UV коҳиш ёфт.

Ин зиддият бо ду эҳтимол баррасӣ шудааст:

• Зери гармӣ танзими пигментатсия метавонад нигоҳ дошта шавад ё компенсаторона дастгирӣ гардад.
• Зери UV эҳтиёҷи муҳофизат ва таъмири ҳуҷайра метавонад нисбат ба танзими пигментатсияи марказонидашуда ба mitf афзалият пайдо кунад.

Инҳо тафсирҳое мебошанд, ки аз додаҳои молекулавӣ бароварда шудаанд. Функсияи mitf бо gene silencing ё overexpression санҷида нашудааст.

Оё пигментатсия танҳо аз mitf идора мешавад?

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки генҳои пигментатсия бо mitf пурра параллел тағйир намекунанд. Генҳои метаболизми тирозин дар кластерҳои динамикии гуногун ҷой гирифта, вобаста ба стресс намунаҳои гуногун нишон доданд.

Аз ин рӯ, ҷавоби пигментатсия аз таъсири якҷояи чунин қабатҳо шарҳ дода шудааст:

• Роҳҳои болоии сигналӣ чун MAPK ва PI3K-Akt,
• Метаболизми аминокислота ва липид,
• Омилҳои транскрипсионӣ чун mitf,
• Назорати пас аз транскрипсия тавассути miRNA,
• Илтиҳоб, мувозинати редокс ва назорати сифати сафеда.

Таҳлили Mfuzz чӣ кор кард?

Mfuzz генҳоро на танҳо ба «афзоиш» ва «коҳиш» ҷудо кард, балки онҳоро аз рӯи намунаи ифода дар назорат, гармӣ, UV ва фишори якҷоя ба кластерҳои fuzzy тақсим намуд.

Ҳамагӣ 2.393 ген ба чор кластер ҷудо шуданд:

• Кластери 1 умуман афзоишёбанда,
• Кластери 4 умуман коҳишёбанда,
• Кластерҳои 2 ва 3 намунаҳои миёна ва тағйирёбанда нишон доданд.

Шакли 3 дар саҳифаи 15 ин чор намуна ва ғанишавии KEGG-и Кластери 1 ва 4-ро нишон медиҳад.

Кластери 1: Барномаи афзояндаи метаболикӣ

Дар Кластери 1 444 ген мавҷуд аст. Ғанишавиҳои асосӣ:

• Метаболизми тирозин,
• Биосинтези алкалоидҳои изохинолин,
• Биосинтези ибтидоии кислотаҳои сафро.

Дар ин кластер:

• tyr,
• th,
• dbh ва дигар генҳои марбут ба метаболизми тирозин ва катехоламин ҷой доштанд.

tyr бо тирозиназа, яке аз ферментҳои асосии синтези меланин, алоқаманд аст. Аммо афзоиши сатҳи кластер маънои афзоиши якхелаи меланинро дар ҳамаи намунаҳо надорад.

Кластери 4: Барномаи коҳишёбандаи метаболикӣ

Кластери 4 бо 1.145 ген яке аз калонтарин намунаҳои равшан мебошад. Дар он:

• Метаболизми тирозин,
• Биосинтези алкалоидҳои изохинолин,
• Метаболизми систеин ва метионин ғанӣ шудаанд.

comt ва генҳои дигари метаболизм тамоюли умумии коҳишёбанда нишон доданд.

Он ки метаболизми тирозин ҳам дар кластери афзоишёбанда ва ҳам коҳишёбанда ҷой дорад, нишон медиҳад, ки тамоми роҳ дар як самт тағйир намекунад. Ферментҳо ва шохаҳои метаболикии гуногун аз ҳам ҷудо мешаванд.

Робитаи азнавбарномасозии метаболикӣ бо пигментатсия

Синтези меланин энергия ва моддаҳои пешгузашта талаб мекунад. Тирозин бевосита дар синтези пигмент иштирок мекунад, дар ҳоле ки метаболизми глицин, серин, треонин, систеин ва метионин бо иқтидори редокс ва биосинтетикии ҳуҷайра алоқаманд аст.

Сенарияи умумии пешниҳодшуда чунин аст:

1. Гармӣ ва UV эҳтиёҷи муҳофизати ҳуҷайраро зиёд мекунанд.
2. Роҳҳои сигналӣ чун MAPK ва PI3K-Akt фаъол мешаванд.
3. Назорати сифати сафеда, илтиҳоб ва муҳофизати антиоксидантӣ аз нав танзим мешаванд.
4. Метаболизми аминокислота ва липид ба афзалиятҳои нав мутобиқ мешавад.
5. Истифодаи пешгузаштаҳои пигмент ва танзими генҳои пигментатсия аз ин муҳити нави метаболикӣ таъсир мегиранд.

Ин модел имкони мубодилаи захираҳо байни пигментатсия ва муҳофизати зиндамониро пешниҳод мекунад. Аммо харҷи энергия ё ҷараёни метаболитҳо мустақим чен нашудааст.

Метаболизми кислотаи арахидонӣ

Метаболизми кислотаи арахидонӣ аз равандҳои муштараки ғанишуда дар ҳар се шароити стресс буд. Ин роҳ бо:

• Молекулаҳои сигналии аз липид ҳосилшуда,
• Илтиҳоб,
• Мутобиқшавии бофта ва иртиботи ҳуҷайравӣ алоқаманд аст.

Илтиҳоби пӯст ва ҳолати редокс метавонад функсияи ҳуҷайраҳои пигментиро ғайримустақим тағйир диҳад. Аммо метаболитҳои кислотаи арахидонӣ ё сатҳи простагландинҳо чен нашудаанд.

WGCNA чист?

Weighted gene co-expression network analysis генҳое, ки якҷоя тағйир меёбанд, ба модулҳо гурӯҳбандӣ мекунад. Гумон меравад, ки генҳои як модул метавонанд дар равандҳои биологӣ ё механизмҳои танзимии муштарак иштирок кунанд.

Дар таҳқиқот:

• 75 фоизи генҳо бо баландтарин вариатсияи ифода истифода шуданд.
• Қувваи soft-threshold 7 интихоб шуд.
• Ҳадди ақали андозаи модул 200 ген буд.
• Ҳамагӣ 12 модули ҳам-ифода ташкил шуд.

Шакли 4: Модулҳои марбут ба стресс

Шакли 4 дар саҳифаи 16 коррелятсияи модул-табобат ва робитаи module membership бо gene significance дар чор модули муҳимро нишон медиҳад.

Робитаи мусбати модули зард бо гармӣ ва манфии он бо фишори якҷоя нишон медиҳад, ки барномаҳои генӣ, ки танҳо зери гармӣ фаъол мешаванд, ҳангоми илова шудани UV метавонанд пахш шаванд.

Module membership ва gene significance

Коррелятсияи баланд нишон медиҳад, ки генҳои марказӣ дар модул инчунин бо гурӯҳи стресс робитаи қавӣ доранд.

Бо вуҷуди ин, WGCNA танҳо ба 12 намунаи таркибӣ асос ёфтааст. Модулҳо бояд дар популятсияҳои дигар ва таҷрибаҳои мустақил тасдиқ шаванд.

Генҳои марказии номзад

Номгузории «генҳои марказӣ» ба пайвастагии шабакавӣ асос ёфтааст. Азбаски gene silencing ё loss-of-function гузаронида нашудааст, исбот нашудааст, ки онҳо роҳбарони сабабии ҷавоби стресс мебошанд.

miRNA-ҳо чӣ мекунанд?

miRNA-ҳо RNA-ҳои хурди ғайрикодкунанда, одатан 20–24 нуклеотид мебошанд. Онҳо метавонанд бо mRNA-и ҳадаф пайваст шуда:

• Вайроншавии mRNA,
• Пахши истеҳсоли сафеда,
• Танзими нозуки ифодаи генро таъмин кунанд.

Дар ҷавоби стресс, ғайр аз кушода ва баста шудани генҳо тавассути транскрипсия, miRNA-ҳо қабати дуюми танзимро дар сатҳи RNA ташкил мекунанд.

Секвенсия ва филтркунии miRNA

Дар workflow-и miRNA-seq:

• Адаптерҳо бо fastp ва cutadapt хориҷ шуданд.
• Хонишҳои 17–35 нуклеотид нигоҳ дошта шуданд.
• Хонишҳо бо Bowtie ба геноми истинодӣ бо иҷозати ҳадди аксар як mismatch мувофиқ карда шуданд.
• rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA ва пайдарпайиҳои такрорӣ бо Rfam ва Repbase хориҷ шуданд.
• miRNA-ҳои маълум ва нав бо miRDeep2 муайян шуданд.
• Миқдори ифода ҳамчун CPM нормализатсия шуд.

Мантиқи умумии CPM барои шарҳ чунин аст:

\[ CPM_i= \frac{\text{miRNA }i\text{ için okuma sayısı}} {\text{toplam eşleşen okuma sayısı}} \times10^6 \]

Ҳади ифодаи фарқкунандаи miRNA

Барои miRNA:

\[ |\log_2FC|>0{,}585 \]

ва

\[ P<0{,}05 \]

истифода шуданд. Ин ҳади логарифмӣ тақрибан ба 1,5-fold change мувофиқ аст.

Бар хилофи таҳлили генҳо, дар бахши miRNA ба ҷои FDR P-и хом гузориш шудааст. Азбаски шумораи зиёди miRNA ҳамзамон санҷида шудаанд, набудани гузориши равшани multiple-testing correction эҳтимоли false positives-ро зиёд мекунад.

Ҳадафҳои miRNA чӣ гуна пешгӯӣ шуданд?

Дар нармафзори miRanda:

• Alignment score ҳадди ақал 150,
• Predicted binding free energy ҳадди аксар −30 kcal/mol интихоб шуд.

Энергияи озоди манфитар метавонад мувофиқати термодинамикии беҳтари miRNA–mRNA-ро нишон диҳад. Аммо ин арзиш худ аз худ binding-и воқеиро дар ҳуҷайра исбот намекунад.

Шакли 5: Андозаи ҷавоби miRNA

Шакли 5 дар саҳифаи 18 volcano plot-ҳои miRNA барои се муқоисаи стресс ва KEGG-и ҳадафҳои пешгӯишударо нишон медиҳад.

Афзоиши шумораи miRNA бо афзоиши DEG дар RNA-seq параллел буд. Фишори якҷоя ҳам дар сатҳи транскрипсия ва ҳам пас аз транскрипсия бо васеътарин тағйирот алоқаманд буд.

miRNA-ҳои муштарак

Дар ҳар се гурӯҳи стресс 44 miRNA-и муштараки тағйирёфта муайян шуд. Дар байни онҳо:

• Оилаи miR-200,
• miR-375,
• miR-182,
• miR-1388 буданд.

Муҳаққиқон онҳоро ҳамчун танзимгарони эҳтимолии марбут ба эпителий, стресси оксидативӣ, назорати рушд ва пигментатсия баррасӣ карданд.

Аммо дар ин таҳқиқот танҳо тағйири пайдарпайи miRNA ва ҳадафҳои ҳисоббарории онҳо таҳқиқ шуд.

Шакли 6: Додаҳои miRNA ва mRNA чӣ гуна якҷоя шуданд?

Шакли 6 дар саҳифаи 19 ғанишавии ҳадафҳои miRNA-ро бо ғанишавии DEG-и RNA-seq муқоиса карда, шабакаҳои ҳамкории MAPK ва PI3K-Akt-ро нишон медиҳад.

Дар шабакаҳо:

• Чоркунҷаҳо генҳоро,
• Секунҷаҳо miRNA-ҳоро,
• Пайвандҳо муносибатҳои пешгӯишудаи miRNA–mRNA-ро ифода мекунанд.

Дар гурӯҳҳои гармӣ ва фишори якҷоя ҳар ду қабати додаҳо MAPK ва PI3K-Akt-ро барҷаста карданд. Дар гурӯҳи UV, ғайр аз MAPK, роҳҳои дигари ҳассос ба UV бештар намоён буданд.

Таҳлили интегратсионӣ нишон дод, ки miRNA-ҳо метавонанд ба танзими генҳои стресс чун hsp72, hsp90, pp5 ва redd1 саҳм гузоранд.

Аммо як хат дар шабака:

• Binding-и ҳатмии miRNA ба ҳадаф дар ҳуҷайра,
• Пахши mRNA,
• Тағйири сатҳи сафедаро исбот намекунад.

Тасдиқи qRT-PCR

Ҳашт ген интихоб шуд:

• mitf,
• fgfr3,
• ywhaz,
• pgam2,
• gldc,
• mifa,
• ppp3ca,
• creb5l.

Дар Шакли 7-и саҳифаи 20 натиҷаҳои RNA-seq ва qRT-PCR паҳлу ба паҳлу нишон дода шудаанд. Самти умумии генҳо байни гурӯҳҳо дар ҳар ду усул асосан мувофиқ буд.

Барои qRT-PCR rps9 ҳамчун гени истинод истифода шуд. Дар ҷадвали праймерҳо β-актин ҳам мавҷуд аст, аммо дар матн гуфта шудааст, ки нормализатсия бо rps9 иҷро шудааст.

Ифодаи нисбӣ бо усули зерин ҳисоб шуд:

\[ 2^{-\Delta\Delta C_t} \]

Дар ин ҷо:

\[ \Delta C_t = C_{t,\ hedef}-C_{t,\ referans} \]

\[ \Delta\Delta C_t = \Delta C_{t,\ tedavi}-\Delta C_{t,\ kontrol} \]

• \(C_t\) давраи PCR мебошад, ки сигнал аз ҳад мегузарад,
• hedef гени таҳқиқшаванда,
• referans гени rps9-ро ифода мекунад.

\(2^{-\Delta\Delta C_t}\) ифодаи нисбии генро дар гурӯҳи табобатӣ нисбат ба назорат медиҳад.

qRT-PCR чиро тасдиқ кард ва чиро не?

qRT-PCR:

• Самти ифодаи ҳашт гени интихобшударо аз RNA-seq дастгирӣ кард.
• Барои маҷмӯи додаҳои секвенсия эътимоди техникии мустақил дод.

Аммо:

• Ҳамаи ҳазорҳо DEG тасдиқ нашуданд.
• Миқдори сафедаҳо чен нашуд.
• Фаъолияти ферментҳо муайян нашуд.
• Ҳадафҳои miRNA тасдиқ нашуданд.
• Истеҳсоли пигмент мустақим санҷида нашуд.

Гипотезаи «мубодила байни муҳофизат ва пигментатсия»

Яке аз тафсирҳои муҳим ин аст, ки зери стресси шадид ҳуҷайраҳои пӯст метавонанд захираҳоро аз пигментатсия ба зиндамонӣ ва таъмир равона кунанд.

Мушоҳидаҳое, ки ин гипотезаро дастгирӣ мекунанд:

• Баландтарин шумораи DEG ва miRNA дар фишори якҷоя,
• Ғанишавии роҳҳои коркарди сафеда ва муҳофизати стресс,
• Коҳиши mitf зери UV,
• Азнавтанзимшавии метаболизми тирозин, систеин ва метионин,
• Модулҳои WGCNA-и марбут ба илтиҳоб ва апоптоз,
• Барҷаста шудани MAPK ва PI3K-Akt дар сатҳи miRNA.

Бо вуҷуди ин, харҷи энергия, суръати истеҳсоли пигмент ё тақсимоти захираҳо мустақим чен нашудааст. Аз ин рӯ, ин «trade-off» пешниҳодест механистӣ, на натиҷаи мустақим.

Маънои экологӣ

Дар системаҳои шолӣ-моҳӣ, ки караси пушттиллоӣ зиндагӣ мекунад, ҳарорат ва нури офтоб метавонанд ҳамзамон тағйир ёбанд. Қобилияти пӯст барои ҳамоҳанг кардани муҳофизат ва пигментатсия метавонад барои:

• Нигоҳдории фенотипи намоён,
• Устувории манбаи генетикии маҳаллӣ,
• Нигоҳдории арзиши ороишӣ ва бозорӣ,
• Мутобиқшавӣ ба шароити парвариш муҳим бошад.

Аммо таҳқиқот ҳади дақиқи ҳарорат, UV, соя ё протоколи идоракунии парвариш пешниҳод намекунад.

Аҳамияти таърихии таҳқиқот

Қисми зиёди таҳқиқоти пешина оид ба ранги моҳӣ мутантҳои ранги гуногун, фарқҳои байни намудҳо ё як омили муҳити зистро таҳқиқ кардаанд.

Ин таҳқиқот:

• Гармӣ, UV ва фишори якҷояро дар як тарҳ баррасӣ кардааст,
• Додаҳои mRNA ва miRNA-ро якҷоя кардааст,
• Шабакаҳои пигментатсияро бо муҳофизати пӯст ва азнавбарномасозии метаболикӣ якҷоя тафсир кардааст.

Аҳамияти имрӯзӣ

Таҳқиқот нишон медиҳад, ки ранги моҳӣ танҳо бо чанд гени пигмент шарҳ дода намешавад. Фенотипи ранг ба:

• Дарки стресси муҳити зист,
• Устувории сафеда,
• Илтиҳоб,
• Апоптоз,
• Метаболизми аминокислота,
• Омилҳои транскрипсионӣ,
• Танзими miRNA вобаста аст.

Дар оянда чӣ бояд кард?

• Барои гармӣ ва UV модели пурраи омории interaction-и факторӣ истифода шавад.
• Гурӯҳи якҷоя мустақим бо гурӯҳҳои гармӣ ва UV муқоиса шавад.
• Таҷрибаҳои UVA ва UVB, ки ба спектри офтоб наздиктаранд, анҷом шаванд.
• Вояҳои гуногуни UV ва ҳароратҳо санҷида шаванд.
• Марҳилаҳои дарозтар аз 48 соат ва давраи барқароршавӣ таҳқиқ шаванд.
• Миқдори меланин кимиёвӣ чен карда шавад.
• Ранги пӯст бо системаҳои стандарти рангӣ миқдорӣ карда шавад.
• Шумора ва тақсимоти хроматофорҳо гистологӣ таҳқиқ шавад.
• ROS, глутатион ва фаъолияти ферментҳои антиоксидантӣ чен шаванд.
• Сафедаҳои илтиҳобӣ ва зарари бофта тасдиқ шаванд.
• mitf, redd1, ppp3ca ва генҳои марказӣ функсионалӣ санҷида шаванд.
• miRNA-ҳои номзад бо mimic, inhibitor ё reporter assays тасдиқ шаванд.
• Санҷида шавад, ки тағйири RNA ба сафеда ва метаболит мегузарад ё не.
• Намунаҳои моҳии инфиродӣ таҳқиқ шуда, робитаи ранг ва ифодаи ген муайян шавад.
• Ҷинс, синну сол ва марҳилаҳои рушд муқоиса шаванд.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Гармӣ, UV ва фишори якҷоя дар як тарҳи таҷрибавӣ таҳқиқ шуданд.
• Пӯст ҳамчун бофтаи бевосита бо муҳити зист тамоскунанда интихоб шуд.
• Дар ҳар гурӯҳ се такрори биологӣ истифода шуд.
• Барои сифати RNA шарти RIN > 8 истифода шуд.
• mRNA ва miRNA аз ҳамон намунаҳои биологӣ секвенсия шуданд.
• Барои таҳлили ген FDR-и сахт истифода шуд.
• PCA ва кластеризатсия мутобиқати такрорҳоро нишон доданд.
• KEGG роҳҳои муштарак ва хоси стрессро ҷудо кард.
• Mfuzz динамикаи ифодаи генҳоро арзёбӣ кард.
• WGCNA модулҳои бо стресс алоқаманд ва генҳои марказии номзадро нишон дод.
• miRNA ва mRNA дар доираи роҳҳои сигналӣ якҷоя таҳлил шуданд.
• Ҳашт ген бо qRT-PCR тасдиқ шуданд.
• Пигментатсия ва муҳофизати стресс дар як чаҳорчӯбаи ягона баррасӣ шуданд.

Маҳдудиятҳои таҳқиқот

• Таҳқиқот preprint аст ва peer review нашудааст.
• Таҷриба танҳо 48 соати acute exposure-ро дар бар мегирад.
• UV ба ҷои спектри табиии офтоб бо лампаи 185 nm UVC дода шуд.
• Вояи воқеии UV, ки ба пӯст мерасад, чен нашуд.
• Ҳар такрори биологӣ аз пӯсти омехтаи се моҳӣ иборат буд.
• Фарқҳои байни инфиродҳоро таҳлил кардан имкон надошт.
• Дар ҳар гурӯҳ танҳо се намунаи таркибии биологӣ буд.
• Тақсимоти ҷинс ва шиддати ранги ибтидоӣ дода нашудааст.
• Tank effect ё шумораи моҳӣ дар ҳар tank равшан гузориш нашудааст.
• Interaction test барои temperature × UV анҷом нашудааст.
• Синергетикӣ, ҷамъшаванда ё антагонистӣ будани таъсири якҷоя нишон дода нашудааст.
• Шумораи DEG-ро мустақим ба вазнинии физиологии зарар баробар кардан мумкин нест.
• Миқдори меланин чен нашудааст.
• Ранги намоёни пӯст миқдорӣ карда нашудааст.
• Тақсимоти хроматофор ё гистологияи пӯст таҳқиқ нашудааст.
• ROS ва фаъолияти ферментҳои антиоксидантӣ муайян нашудааст.
• Натиҷаҳои илтиҳоб ва апоптоз дар сатҳи сафеда ё бофта тасдиқ нашудаанд.
• Тағйири транскрипт бо миқдори сафеда тасдиқ нашудааст.
• WGCNA танҳо ба 12 намунаи таркибӣ такя мекунад.
• Дар miRNA differential analysis ба ҷои FDR ҳади P < 0,05 гузориш шудааст.
• Ҳадафҳои miRNA танҳо ҳисоббарорӣ пешгӯӣ шуданд.
• Робитаҳои miRNA–mRNA функсионалӣ тасдиқ нашудаанд.
• qRT-PCR танҳо ҳашт генро дар бар гирифт.
• Дар ҷадвали праймер β-actin мавҷуд аст, вале барои нормализатсия rps9 истифода шудааст.
• Этик-approval number ё тафсилоти animal welfare гузориш нашудааст.
• Натиҷаҳо ба популятсияи маҳаллӣ ва шароити лаборатории таҳқиқот маҳдуданд.

Таҳқиқот чӣ мегӯяд?

• Гармӣ ва UV транскриптоми пӯсти караси пушттиллоиро ба таври назаррас тағйир доданд.
• UV нисбат ба гармӣ генҳои ифодаашон фарқкунандаи бештар ба вуҷуд овард.
• Баландтарин шумораи DEG ва miRNA дар фишори якҷоя буд.
• MAPK ва PI3K-Akt дар маркази ҷавоби стресс қарор гирифтанд.
• Гармӣ, UV ва фишори якҷоя дар дохили як роҳ намунаҳои гуногуни генӣ ба вуҷуд оварданд.
• Melanogenesis махсусан дар гурӯҳи UV ғанӣ шуд.
• mitf зери гармӣ зиёд ва зери UV кам шуд.
• Метаболизми тирозин дар стресс ба таври динамикӣ аз нав танзим шуд.
• Метаболизми систеин ва метионин дар кластери коҳишёбанда ғанӣ шуд.
• Модулҳои марбут ба UV генҳои илтиҳоб ва апоптозро дар бар гирифтанд.
• Модули марбут ба фишори якҷоя генҳои номзаде чун ftmt ва ctsb дошт.
• Пешгӯии ҳадафҳои miRNA боз ҳам MAPK ва PI3K-Akt-ро барҷаста кард.
• Муҳофизати стресс, танзими метаболикӣ ва пигментатсия ба ҳам пайваста менамоянд.

Таҳқиқот чӣ намегӯяд?

• Нишон намедиҳад, ки ранги тиллоӣ дар 48 соат тағйир ёфт.
• Афзоиш ё коҳиши истеҳсоли меланинро исбот намекунад.
• Синергияи гармӣ ва UV-ро статистикӣ нишон намедиҳад.
• Исбот намекунад, ки генҳои марказии муайяншуда сабабан ҷавоби стрессро идора мекунанд.
• Нишон намедиҳад, ки ҳадафҳои miRNA дар ҳуҷайра воқеан танзим шудаанд.
• Нишон намедиҳад, ки RNA тағйироти ҳамсамти сафедаро ба вуҷуд меорад.
• Муайян намекунад, ки ҷавоби 48-соата мутобиқшавии дарозмуддат ё муҳофизати муваққатӣ аст.
• Ҳади бехатари ҳарорат ё UV барои парвариш пешниҳод намекунад.
• Коҳиш ё устувории рангро дар шароити табиии шолизор мустақим чен намекунад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Хулосаи техникии тарҳи таҷрибавӣ

Раванди таҳлили mRNA

Раванди таҳлили miRNA

Хулосаи ададии тағйири ген ва miRNA

Роҳҳои асосӣ аз рӯи стресс

Натиҷаҳои Mfuzz

Натиҷаҳои WGCNA

Хулосаи тасдиқи qRT-PCR

Паёмҳои илмии шаклҳо

Арзёбии ҷамъбастии натиҷаҳои техникӣ

• Гармӣ, UV ва фишори якҷоя имзои транскриптомии алоҳида ба вуҷуд оварданд.
• Фарогирии тағйири ген бо UV аз гармӣ бештар буд.
• Баландтарин шумораи DEG ва miRNA бо фишори якҷоя алоқаманд буд.
• MAPK ва PI3K-Akt меҳварҳои асосии танзимӣ байни ҳамаи стрессҳо буданд.
• Рафтори муқобили генҳои як роҳ вобастагии ҷавобро ба контекст нишон медиҳад.
• UV роҳи меланогенезро ба таври назаррас тағйир дод.
• mitf дар гармӣ ва UV дар самтҳои муқобил танзим шуд.
• Метаболизми тирозин дар кластерҳои ҳам афзоиш ва ҳам коҳиш ҷой гирифт.
• Ҷавоби стресс ба метаболизми аминокислота, липид ва назорати сифати сафеда пайваст буд.
• WGCNA модулҳои хоси гармӣ, UV ва фишори якҷояро нишон дод.
• miRNA тағйироти MAPK ва PI3K-Akt-ро дар сатҳи mRNA дастгирӣ кард.
• qRT-PCR самтҳои RNA-seq-ро барои генҳои интихобшуда тасдиқ кард.
• Азбаски пигментатсия фенотипӣ чен нашуд, таъсири шабакаҳо ба ранги намоёни тиллоӣ ҳоло сатҳи хулосаи ғайримустақим дорад.

Қайд оид ба манбаъ ва усул

Ин мундариҷа ба таҳқиқоти “Integrated transcriptomic and miRNA analyses reveal skin stress-response networks associated with pigmentation regulation in golden-backed crucian carp under heat and UV exposure”, ки аз ҷониби Feng Chen, Qinglan Zhou, Jinli Hu, Zhou Zhou, Ning Qin, Sheng Zeng, Ranran Dong, Li Li ва Xianbo Zhang омода шудааст, асос ёфтааст.

Таҳқиқот як preprint-и таҷрибавӣ мебошад, ки таъсири гармӣ, UVC ва фишори якҷояи гармӣ-UVC-ро ба намунаҳои ифодаи mRNA ва miRNA дар пӯсти караси пушттиллоии Carassius auratus арзёбӣ кардааст.

Дар матн ошкоро “This preprint research paper has not been peer reviewed” навишта шудааст. Аз ин рӯ, таҳқиқот peer review нашудааст. Дар PDF маълумоти қабул ба маҷаллаи ҳамтоёндида ё нашри ниҳоии тасдиқшуда мавҷуд нест.

Таҷриба ба acute exposure-и 48-соата асос ёфтааст. UV бо лампаи 185 nm UVC дода шудааст ва тамоми спектри UVA-UVB-и нури офтобро намояндагӣ намекунад.

Ҳар такрори биологӣ аз пӯсти омехтаи се моҳӣ омода шуд. Ҳамагӣ 12 намунаи таркибӣ барои RNA-seq, miRNA-seq ва qRT-PCR истифода шуд. Омехта кардани намунаҳо тағйирёбии инфиродиро коҳиш медиҳад, аммо таҳлили фарқи байни инфиродҳоро манъ мекунад.

Шумораи зиёди DEG ва miRNA дар гурӯҳи якҷоя ҷавоби фарогиртари молекулавиро дастгирӣ мекунад. Аммо азбаски interaction-и статистикии temperature × UV мустақим санҷида нашудааст, хулосаи синергетикӣ будани таъсири якҷоя баровардан мумкин нест.

Ҳадафҳои miRNA бо miRanda пешгӯӣ шуданд. Ин робитаҳо бо dual luciferase, miRNA inhibition, miRNA mimic ё таҳлили сафедаи ҳадаф тасдиқ нашудаанд.

Натиҷаҳои марбут ба пигментатсия ба RNA ва pathway-enrichment такя мекунанд. Ранги намоён, миқдори меланин, шумораи ҳуҷайраҳои пигментӣ, тақсимоти хроматофорҳо ё гистологияи пӯст чен нашудааст. Аз ин рӯ, мустақим нишон дода нашудааст, ки стресс ранги тиллоии пуштро тағйир медиҳад.

ROS, фаъолияти ферментҳои антиоксидантӣ, сафедаҳои илтиҳобӣ ё нишондиҳандаҳои апоптоз биохимиявӣ чен нашудаанд. Хулосаҳои ин равандҳо аз ифодаи ген ва таҳлили шабака бароварда шудаанд.

Дар PDF рақами тасдиқи кумитаи этикаи ҳайвонот ё тафсилоти animal welfare гузориш нашудааст.

Таҳқиқот аз ҷониби Guizhou Province Science and Technology Department Basic Research Fund ва Guizhou Modern Agricultural Industry Technology System дастгирӣ шудааст. Муаллифон ихтилофи манфиатҳоро рад кардаанд.

Ин мақолаи тоҷикӣ танҳо ба тарҳи таҷрибавӣ, усулҳои секвенсия, шаклҳо, натиҷаҳои ададӣ ва муҳокимаи муаллифони PDF-и боршуда асос ёфтааст. Даъвоҳои дар таҳқиқот набуда оид ба тағйири намоёни ранг, шабакаи сабабии қатъии генҳо, ҳадафи тасдиқшудаи miRNA, ҳади парвариш ё устувории дарозмуддати фенотип илова нашудаанд.