چکیده
عوامل کنترل کننده و تنظیم کننده بلوغ جنسی ماهیان در بالادست (مغز و هیپوفیز) و پایین دست (بیضه) با استفاده از هورمون های جنسی می باشند. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی مسيرهای مولکولی، طبقه بندی و آناليز بيوانفورماتيک خانواده ژنی هورمون آزادکننده گنادوتروپين و شناسایی رابط علی-معلولی ژن های کنترل کننده هورمون اندروژن در هنگام شروع بلوغ جنسی در ماهی قزل آلا صورت پذیرفت. به این منظور، با استفاده از داده های جمع آوری شده در پایگاه های داده جستجو برای ژن GnRh قزل آلا انجام شد. تمام توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی اعضای خانواده ی ژن GnRh ثبت شد. دمین های حفاظت شده تمامی زیرگروه های خانواده GnRhقزل آلای رنگین کمان توسط نرم افزار MEGA نسخه 11 هم ردیف شده و درخت فیلوژنتیک براساس روش اتصال همسایه neighbor-joining رسم شد. آنالیزهای فایلوژنی نشان می دهد توالی های اسیدآمینه نشان می دهد سه فرم مختلف GnRH در کلاسترهای کاملاً مجزا و در کنار سایر گونه ها قرار می گیرند. در مغز ماهیان حداقل 2 فرم از GnRH وجود دارد (GnRH2 به همراه GnRH1 یا GnRH3). ارزیابی هستی‌شناسی ژن GnRH در پایگاه اطلاعات داده‌های سامانه‌های زیستی نشان می‌دهد، ژن مذکور باعث فعالیت گیرنده‌ها در سطح سلولی و فعال‌سازی مسیرهای انتقال سیگنال می‌شود همچنین،آنالیز هستی شناسی ژن نشان داد GnRH به صورت مستقیم یا غیرمستقیم در بروز صفات مختلفی همچون رفتارهای تولیدمثلی نقش دارند. داده¬های ریزآرایهDNA با شماره دسترسی GSE16030 با استفاده از بسته نرم¬افزاری GeoQuery از پایگاه GEO استخراج گردید. ژن¬های متفاوت بیان شده با استفاده از روش گروه¬بندی به سه گروه کنترل، تستسترون و 11 کیتوتستسترون گروه بندی شدند و سپس از نرم افراز GEO2R ژن¬های متفاوت بیان شده استخراج گردید. برای شناسایی مسیرهای متابولیکی از پایگاه KEGG استفاده گردید. از ابزار برخط WEBGSALT برای شناسایی مجموعه¬های ژنی غنی شده در سه دسته فرآیندهای زیستی، اجزای سلولی و فعالیت¬های مولکولی استفاده گردید. نتایج حاصله از این پژوهش نشان داد در مقایسه گروه کنترل و در مواجه با تستسترون، 76 ژن متفاوت بیان شده و در مقایسه گروه کنترل و مواجه شده با 11 کیتوتستسترون، 16 ژن متفاوت بیان شده حاصل شد؛ از این بین 16 ژن بین دو دسته مشترک و 53 ژن بیان منحصر به فرد داشتند. غنی¬سازی مجموعه ژن¬های منحصر به فرد و مشترک در مسیر فرآیندهای زیستی نشان داد که اکثر این ژن¬ها در مسیرهای فرآیندهای سلولی، فرآیندهای متابولیکی و تنظیم زیستی فعال هستند. در حالی که غنی¬سازی کل ژن¬های متفاوت بیان شده نشان داد سه دسته اصلی فرآیندهای زیستی فعال برای اکثر ژن¬ها به ترتیب فرآیندهای سلولی، فرآیندهای متابولیکی و پاسخ به محرک فعال بودند. هم¬چنین غنی¬سازی مجموعه ژن¬های متفاوت بیان شده در دسته اجزای سلولی نشان داد اکثر این ژن¬ها در اجزای مجتمع حاوی پروتئین، غشاء و هسته سلولی وجود دارند. در سطح اول بازسازی شبکه (فقط استفاده از اطلاعات ژن¬های متفاوت بیان شده) ژن¬های NBC، S10I، C4، GNPTG، GA45B و LOC101268926 به عنوان ژن علی موثر بر بلوغ جنسی در بافت بیضه شناسایی شدند. در مرحله دوم بازسازی شبکه با وارد نمودن اطلاعات miRNA و SNP¬های موثر بر ژن¬های علی شناسایی شده از مرحله اول بازسازی شبکه ژن¬های NRK2، CYP17A1، GNPTG ، NBC، CXCL14، LOC101268926 به عنوان ژن علی نهایی موثر بر بلوغ جنسی در بافت بیضه ماهیان قزل آلا شناسایی شدند. اطلاعات حاصل از بازسازی شبکه تعاملی پروتئینی نشان داد ژن¬های درون ماژولی HSD3B، CYP11C1، CYP17A1، DMRT1 و STAR بر روی صفت بلوغ جنسی حائز اهمیت می¬باشند. در نهایت با تلفیق اطلاعات ژن¬های علی حاصل از 2 روش بازسازی شبکه و ژن¬های درون ماژولی حاصل از پرازش شبکه تعاملی پروتئینی، ژن¬های NBC، S10I، GNPTG، HSD3B1، STAR، LOC101268926، CYP11C1 و C4 به عنوان ژن بالادستی و موثر بر بلوغ جنسی بر سایر ژن¬ها در بیضه شناخته شدند.