坏死性肠炎抗性白来航鸡共感染后上调基因的启动子基序与miRNA调控网络分析

《BMC Genomic Data》：Analysing the promoters and miRNAs of key upregulated genes in resistant chicken lines co-infected with Eimeria maxima/Clostridium perfringens: an in silico approach

摘要

背景

坏死性肠炎（NE）是全球影响家禽业最重要的经济性疾病之一。了解控制宿主对NE抵抗力的调控机制，对于鉴定与疾病抗性相关的分子标志物至关重要。启动子区域和微小RNA（miRNAs）在调控基因表达和协调免疫反应中起着关键作用；因此，对其表征可能为揭示疾病抵抗力的分子基础提供有价值的见解。本研究旨在鉴定与抗性白来航鸡品系共感染柔嫩艾美耳球虫和产气荚膜梭菌后上调基因相关的关键调控元件，包括启动子基序、转录因子和miRNAs。

材料与方法

本研究调查了感染产气荚膜梭菌和柔嫩艾美耳球虫的马立克氏病抗性来航鸡脾脏中的基因网络、基因本体、生物学通路、枢纽基因鉴定、启动子相互作用以及miRNAs与枢纽基因之间的相互作用。本研究使用生物信息学工具进行。在基因相互作用分析中，使用216个相对于对照组p值小于0.01且fold change大于二的基因。使用miRDB预测枢纽基因的miRNA靶点，仅考虑高置信度相互作用（分数>80）。

结果

结果表明，所分析的上调基因中有很大一部分参与了免疫相关过程，并鉴定出多个枢纽基因，包括CD分子和细胞因子。此外，网络分析揭示了枢纽基因及其相互作用，从而鉴定出三个功能簇。在所有三个簇中共同鉴定出的KEGG通路包括细胞黏附分子、产生IgA的肠道免疫网络以及细胞因子-细胞因子受体相互作用，表明它们在网络中的重要性。启动子基序分析揭示了上调枢纽基因中显著的结合位点。在上调基因中鉴定出六个有效的基序结合位点。在全部六个位点中发现了转录因子MIX-A、PHOX2B、ZNF384、KLF15、ZNF610和PATZ1。为这些基序预测的前五个基因本体术语为蛋白质转运、翻译、转录调控和DNA依赖型，这些均为常见的生物学过程。

结论

对抗性鸡中上调基因的综合分析表明，免疫相关通路、关键枢纽基因、转录因子结合基序以及miRNA-基因相互作用共同参与了宿主对坏死性肠炎的应答。所鉴定的调控网络提示转录和转录后机制均参与了疾病抗性。特别是，如TNFSF13B和PTPRC等枢纽基因被视为核心调控组分，可能成为未来功能验证和生物标志物开发的有前途的候选基因。这些发现为深入了解家禽对坏死性肠炎免疫反应的分子机制提供了见解，有助于制定新的疾病防控策略。