بررسی انباشت اطلاعات در توالی DNA اشرشیاکولی موثر در بیماری ورم پستان در گاو شیری با استفاده از نظریه اطلاعات

سابقه و هدف: بیماری ورم پستان هزینه های زیادی را سالانه به واحدهای پرورش گاو شیری در کشورهای مختلف وارد می کند. ورم پستان ناشی از باکتری اشرشیاکولی، در گاوهای با تولید شیر بالا شایع بوده که همراه با تعداد کم سلول های بدنی در شیر است. شدت و تاثیر ورم پستان ناشی از باکتری اشرشیاکولی در بین گاوهای درون یک گله و همچنین در بین مراحل مختلف شیرواری یک گله متفاوت است. حالت شدید ورم پستان ناشی از باکتری اشرشیاکولی با کاهش میزان تولید شیر همراه است که می تواند منجر به مرگ گاو شیری دارای بیماری نیز شود. از آنجایی که باکتری اشرشیاکولی مهمترین نقش را در ایجاد و گسترش بیماری ورم پستان دارد، در این تحقیق سعی شد که توالی های قطعات DNA این باکتری که در ایجاد ورم پستان نقش دارند، از پایگاه بانک جهانی ژن استخراج و با استفاده از نظریه اطلاعات مورد بررسی قرار گیرند. مواد و روش ها: در این مطالعه، ابتدا توالی های DNA باکتری اشرشیاکولی مرتبط با بیماری ورم پستان در گاو شیری از پایگاه بانک جهانی ژن (NCBI) انتخاب و سپس این توالی ها با فرمت FASTA ذخیره شدند. توالی های قطعه های DNA با یکدیگر همتراز شدند. میزان آنتروپی، اطلاعات متقابل بین نوکلئوتیدها و همچنین فاصله بین قطعه های DNA با استفاده از نرم افزار متلب محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که آنتروپی توالی های قطعات DNA این باکتری متفاوت بوده اما تقریبا همه آن ها از میزان زیادی آنتروپی برخوردار بودند H(x) > 1.900)). قدر مطلق فاصله کولبک – لایبلر نشان داد که توالی های DNA، نامشابه بودند. بنابراین چنین استنباط شد که توالی های DNA یاد شده در شبکه های متفاوت متابولیکی نقش دارند و لذا دست ورزی آن ها – نظیر خاموش کردن بیان آن ها– می تواند اثرات پیش بینی نشده ایی را ایجاد کند. نتایج حاصل از اطلاعات متقابل نشان داد که نوکلئوتیدهای موجود در قطعات مختلف DNA دارای میزان ارتباط مختلفی هستند. این ارتباط غیر یکسان بین قطعات مختلف DNA می تواند نوعی از درجه ی عدم تعادل پیوستگی را بین باز های DNA نشان دهد. نتیجه گیری کلی: در یک نتیجه گیری کلی می توان چنین بیان کرد که برای مدیریت بیماری ورم پستان ناشی از باکتری اشرشیاکولی می توان آن دسته از قطعات DNA که بیشترین آنتروپی را دارند به عنوان اهداف زیست فن آوری و دارویی در نظر گرفت. به دلیل اینکه فرضیه اساسی و کلیدی این پژوهش آن بود که هر چه قدر یک قطعه DNA آنتروپی بیشتری در یک مجموعه ژنومی خاص را ایجاد کند، شاید نقش بیشتری در ایجاد ورم پستان در گاو شیری داشته باشد.

Keywords:

اشرشیاکولی , اطلاعات متقابل , آنتروپی , کولبک لایبلر , ورم پستان