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 هزینه‌های زیادی را سالانه به واحدهای پرورش گاو شیری در کشورهای مختلف وارد می‌کند. ورم پستان ناشی از باکتری اشرشیاکولی، در گاوهای با تولید شیر بالا شایع بوده که همراه با تعداد کم سلول‌های بدنی در شیر است. شدت و تأثیر 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 می‌تواند 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 توالی‌های 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 روش‏ها: در این مطالعه، ابتدا توالی‌های DNA باکتری اشرشیاکولی مرتبط با بیماری ورم پستان در گاو شیری از پایگاه بانک جهانی ژن (NCBI) انتخاب و سپس این توالی‌ها با فرمت FASTA ذخیره شدند. توالی‌های قطعه‌های DNA با یکدیگر همتراز شدند. میزان آنتروپی، اطلاعات متقابل بین نوکلئوتیدها و همچنین فاصله بین قطعه‌های DNA با استفاده از نرم افزار متلب محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت. یافته‏ها: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که آنتروپی توالی‌های قطعات DNA این باکتری متفاوت بوده اما تقریباً همه آن‌ها از میزان زیادی آنتروپی برخوردار بودند H(x) > 1.900)). قدر مطلق فاصله کولبک – لایبلر نشان داد که توالی‌های DNA، نامشابه بودند. بنابراین چنین استنباط شد که توالی‌های DNA یاد شده در شبکه‌های متفاوت متابولیکی نقش دارند و لذا دست‌ورزی آن‌ها – نظیر خاموش کردن بیان آن‌ها– می‌تواند اثرات پیش‌بینی نشده‌ایی 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 می‌تواند نوعی از درجه‌ی عدم تعادل پیوستگی را بین باز‌های DNA نشان دهد. نتیجه‌گیری کلی: در یک نتیجه‌گیری کلی می‌توان چنین بیان کرد که برای مدیریت بیماری ورم پستان ناشی از باکتری اشرشیاکولی می‌توان آن دسته از قطعات DNA که بیشترین آنتروپی را دارند به عنوان اهداف زیست‌فن‌آوری 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.