همایش ملی احیای بوم‌شناختی بر پایه طبیعت با تاکید بر زنبورعسل

چکیده مقاله

زمینه: زنبور عسل (Apis mellifera) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین گرده‌افشان‌های زیستی، نقش کلیدی در پایداری اکوسیستم‌ها و تولیدات کشاورزی ایفا می‌کند. با این حال، کاهش جمعیت کلنی‌های زنبور عسل در سال‌های اخیر، اهمیت شناخت سازوکارهای مولکولی مرتبط با پاسخ ایمنی و تاب‌آوری کلنی را دوچندان کرده است. هدف: هدف از این پژوهش، بررسی تعاملات مولکولی میان ژن‌های کلیدی مسیرهای ایمنی Toll و Imd و پپتیدهای ضد میکروبی در زنبور عسل با استفاده از رویکرد تحلیل شبکه بوده است. روش پژوهش: در این مطالعه، مجموعه‌ای از ژن‌های کلیدی ایمنی شامل گیرنده‌های مسیر Toll (Toll-1, Toll-6)، جزء سیگنال‌دهی مسیر Imd، گیرنده‌های شناسایی پاتوژن (PGRP-LC و PGRP-S1)، فاکتور رونویسی Dorsal (Dl) و ژن‌های پایین‌دست شامل پپتیدهای ضد میکروبی Defensin-1، Defensin-2، Abaecin، Hymenoptaecin و Apidaecin به همراه ژن Prophenoloxidase (PPO) انتخاب شدند. شبکه تعاملات پروتئین–پروتئین با استفاده از پایگاه داده STRING و با فعال‌سازی گزینه additional interactors ترسیم شد که شامل 18 گره و 39 یال بود. شاخص‌های توپولوژیک شامل میانگین درجه گره‌ها (4.33) و ضریب خوشه‌بندی (0.678) محاسبه شد. همچنین مقدار PPI enrichment برابر با (p < 1.0×10⁻¹⁶) به‌دست آمد. در ادامه، تحلیل غنی‌سازی عملکردی (GO) و مسیر KEGG برای بررسی نقش زیستی ژن‌ها انجام شد و خوشه‌بندی شبکه با استفاده از الگوریتم MCL صورت گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که شبکه تعاملی دارای ارتباطات عملکردی قوی و معنی‌دار بوده و به‌طور قابل توجهی با فرآیندهای زیستی کلیدی از جمله پاسخ ایمنی ذاتی (با 9 ژن) و دفاع علیه باکتری‌ها (با 8 ژن) مرتبط است. تحلیل KEGG نیز حضور 8 ژن را در مسیر سیگنال‌دهی Toll و Imd تأیید کرد (FDR = 3.41×10⁻¹⁴). همچنین شبکه به چهار خوشه عملکردی شامل Antibiotic (7 ژن)، Toll and Imd signaling pathway (6 ژن)، TRAF6-mediated NF-kB activation (2 ژن) و Toll-6, Pelle (2 ژن) تقسیم شد. نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان‌دهنده ماهیت یکپارچه و شبکه‌ای سیستم ایمنی زنبور عسل و ارتباط عملکردی قوی میان اجزای آن است. ژن‌های کلیدی شامل گیرنده‌های Toll، ژن Imd و پپتیدهای ضد میکروبی به‌عنوان هاب‌های اصلی در تنظیم پاسخ ایمنی شناسایی شدند. این ساختار شبکه‌ای می‌تواند درک بهتری از سازوکارهای مولکولی مؤثر در تاب‌آوری کلنی‌های زنبور عسل در برابر عوامل بیماری‌زا فراهم کند.

کلمات کلیدی:

زنبور عسل (Apis mellifera)، مسیرToll، مسیر Imd، تعاملات پروتئین–پروتئین، پپتیدهای ضد میکروبی.