バイオインフォマティクス解析を用いたアフリカトリパノソーマ症病の進行中の転写因子の牛種特異的なパートナー選択の特定

Identifying Cattle Breed-Specific Partner Choice of Transcription Factors during the African Trypanosomiasis Disease Progression Using Bioinformatics Analysis.

• Abirami Rajavel
• Felix Heinrich
• Armin Otto Schmitt
• Mehmet Gültas

抄録

アフリカ動物トリパノソーマ症（AAT）は、病原性トリパノソーマによって引き起こされる病気で、毎年何百万頭もの家畜が罹患し、特にサハラ以南のアフリカの農業生産に莫大な経済的損失をもたらしています。この病気は、唾液中にこの寄生虫を運ぶツェツェバエによって感染します。病気が進行すると、牛は貧血、体重減少、断続的な発熱、悪寒、神経細胞の変性、うっ血性心不全、そして最後には死に至ります。AAT に対する耐性のレベルを支配する遺伝的プログラムの違いにより、牛種は耐性牛と感受性牛に分類されています。本研究では、トリパノソーマ症に耐性があることが知られているN'DamaとBoranに焦点を当てています。両牛種に関する文献は豊富であるにもかかわらず、トリパノソーマ症の抵抗性と感受性の基礎となる生物学的プロセスの遺伝子制御機構については広く研究されていない。そこで、トリパノソーマ症に関連する組織特異的転写因子（TF）の協力関係についての限られた知見に対処するため、我々はこれらの牛種の遺伝子発現データを計算機的に調査した。その結果、両牛種のトリパノソーマ症の耐性・感受性のメカニズムを理解するのに役立つと考えられる、組織特異的転写因子（TF）ペア（特にN'DamaのD B P - P P A R AとD B P - T H A P 1、Boranの肝臓組織のD B P - P A X 8）を同定しました。

African Animal Trypanosomiasis (AAT) is a disease caused by pathogenic trypanosomes which affects millions of livestock every year causing huge economic losses in agricultural production especially in sub-Saharan Africa. The disease is spread by the tsetse fly which carries the parasite in its saliva. During the disease progression, the cattle are prominently subjected to anaemia, weight loss, intermittent fever, chills, neuronal degeneration, congestive heart failure, and finally death. According to their different genetic programs governing the level of tolerance to AAT, cattle breeds are classified as either resistant or susceptible. In this study, we focus on the cattle breeds N'Dama and Boran which are known to be resistant and susceptible to trypanosomiasis, respectively. Despite the rich literature on both breeds, the gene regulatory mechanisms of the underlying biological processes for their resistance and susceptibility have not been extensively studied. To address the limited knowledge about the tissue-specific transcription factor (TF) cooperations associated with trypanosomiasis, we investigated gene expression data from these cattle breeds computationally. Consequently, we identified significant cooperative TF pairs (especially D B P - P P A R A and D B P - T H A P 1 in N'Dama and D B P - P A X 8 in Boran liver tissue) which could help understand the underlying AAT tolerance/susceptibility mechanism in both cattle breeds.