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Enregistrement W3206020711 · doi:10.3389/fgene.2021.753839

Integrated Network Analysis to Identify Key Modules and Potential Hub Genes Involved in Bovine Respiratory Disease: A Systems Biology Approach

2021· article· en· W3206020711 sur OpenAlexaff
Aliakbar Hasankhani, Abolfazl Bahrami, Negin Sheybani, Farhang Fatehi, Roxana Abadeh, Hamid Ghaem Maghami Farahani, Mohammad Reza Bahreini Behzadi, Ghazaleh Javanmard, Sadegh Isapour, Hosein Khadem, Herman W. Barkema

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Genetics · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenomics, phytochemicals, and oxidative stress
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesUniversity of Tehran
Mots-clésBiologyBovine respiratory diseaseGeneDiseaseComputational biologyGene co-expression networkGene regulatory networkImmune systemTranscription factorTraitGene expressionGeneticsImmunologyMedicineGene ontologyComputer scienceInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Bovine respiratory disease (BRD) is the most common disease in the beef and dairy cattle industry. BRD is a multifactorial disease resulting from the interaction between environmental stressors and infectious agents. However, the molecular mechanisms underlying BRD are not fully understood yet. Therefore, this study aimed to use a systems biology approach to systematically evaluate this disorder to better understand the molecular mechanisms responsible for BRD. Methods: Previously published RNA-seq data from whole blood of 18 healthy and 25 BRD samples were downloaded from the Gene Expression Omnibus (GEO) and then analyzed. Next, two distinct methods of weighted gene coexpression network analysis (WGCNA), i.e., module–trait relationships (MTRs) and module preservation (MP) analysis were used to identify significant highly correlated modules with clinical traits of BRD and non-preserved modules between healthy and BRD samples, respectively. After identifying respective modules by the two mentioned methods of WGCNA, functional enrichment analysis was performed to extract the modules that are biologically related to BRD. Gene coexpression networks based on the hub genes from the candidate modules were then integrated with protein–protein interaction (PPI) networks to identify hub–hub genes and potential transcription factors (TFs). Results: Four significant highly correlated modules with clinical traits of BRD as well as 29 non-preserved modules were identified by MTRs and MP methods, respectively. Among them, two significant highly correlated modules (identified by MTRs) and six nonpreserved modules (identified by MP) were biologically associated with immune response, pulmonary inflammation, and pathogenesis of BRD. After aggregation of gene coexpression networks based on the hub genes with PPI networks, a total of 307 hub–hub genes were identified in the eight candidate modules. Interestingly, most of these hub–hub genes were reported to play an important role in the immune response and BRD pathogenesis. Among the eight candidate modules, the turquoise (identified by MTRs) and purple (identified by MP) modules were highly biologically enriched in BRD. Moreover, STAT1 , STAT2 , STAT3 , IRF7 , and IRF9 TFs were suggested to play an important role in the immune system during BRD by regulating the coexpressed genes of these modules. Additionally, a gene set containing several hub–hub genes was identified in the eight candidate modules, such as TLR2 , TLR4 , IL10 , SOCS3 , GZMB , ANXA1 , ANXA5 , PTEN , SGK1 , IFI6 , ISG15 , MX1 , MX2 , OAS2 , IFIH1 , DDX58 , DHX58 , RSAD2 , IFI44 , IFI44L , EIF2AK2 , ISG20 , IFIT5 , IFITM3 , OAS1Y , HERC5 , and PRF1 , which are potentially critical during infection with agents of bovine respiratory disease complex (BRDC). Conclusion: This study not only helps us to better understand the molecular mechanisms responsible for BRD but also suggested eight candidate modules along with several promising hub–hub genes as diagnosis biomarkers and therapeutic targets for BRD.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,140
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,254
Écart entre enseignants0,241 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations25
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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