Comparative gene-based in silico analysis of transcriptomes in different bovine tissues and (or) organs Zhihua Jiang, Xiao-Lin Wu, Matthew D. Garcia, Kirsten B. Griffin, Jennifer J. Michal, Troy L. Ott, Charles T. Gaskins, and Raymond W. Wright Jr. Abstract: A gene-based approach was used to annotate 322 168 cattle expressed sequence tags (ESTs) based on human genes in order to census the transcriptomes, analyze their expression similarities, and identify genes preferentially ex- pressed in different bovine tissues and (or) organs. Of the 34 157 human coding genes used in a standalone BLAST search, 14 928 could be matched with provisional orthologous sequences in a total of 230 135 bovine ESTs. The re- maining 92 033 bovine ESTs were estimated to represent an additional 5970 genes in cattle. On average, ~8600 genes were estimated to be expressed in a single tissue and (or) organ and 13 000 in a pooled tissue library. On the basis of the estimated numbers of genes, no more than 3% of genes would be missed when ~34 000 ESTs were sequenced from a single tissue and (or) organ library and ~40 000 ESTs from a pooled source, respectively. Cluster analyses of the gene expression patterns among 12 single tissues and (or) organs in cattle revealed that their expression similarities would depend on physiological functions. In addition, a total of 1502 genes were identified as preferentially expressed genes in these 12 single tissues and (or) organs with LOD (logarithm of the odds, base 10) ≥ 3.0. Therefore, our study provides some insights for further investigating the developmental and functional relations of various tissues and organs in mammals. Key words: cattle, expressed sequence tags (ESTs), orthologous genes, comparative gene-based approach, in silico cen- sus, tissue/organs, transcriptomes. Résumé : Une approche fondée sur les gènes a été employée afin d’annoter 322 168 étiquettes de gènes exprimés (EST) bovins sur la base de gènes humains afin d’analyser les transcriptomes, les similarités au niveau de l’expression génique et d’identifier des gènes qui sont exprimés préférentiellement dans divers tissus ou organes bovins. Des 34 157 gènes humains employés dans une interrogation BLAST, 14 928 présentaient un orthologue possible, sur la base d’une similarité significative, avec 230 135 EST bovins. Les autres 92 033 EST bovins représentent vraisemblablement 5970 gènes additionnels. En moyenne, il a été estimé que ~8600 gènes sont exprimés au sein d’un seul organe/tissu et qu’il y en aurait 13 000 au sein d’une banque de tissus mixtes. Sur la base du nombre estimé de gènes, pas plus de 3 % des gènes seraient absents d’une collection de ~34 000 EST issus d’un organe/tissu unique ou d’une collection de ~40 000 EST issus de plusieurs organes/tissus. Des analyses de regroupement réalisées sur les motifs d’expression génique chez 12 tissus/organes bovins uniques ont révélé que la similitude de leur expression dépendait des fonctions physiologiques. De plus, un ensemble de 1502 gènes exprimés préférentiellement (score LOD $ 3.0) au sein de ces 12 tissus/organes a été identifié. Ainsi, ce travail jette les assises en vue d’études plus approfondies des liens entre le développement et la fonction chez divers tissus/organes chez les mammifères. Mots clés : bovins, étiquettes de séquences exprimées (EST), gènes orthologues, approche comparée fondée sur les gè- nes, sondage in silico, tissus/organes, transcriptomes [Traduit par la Rédaction] Jiang et al. 1172 Genome 47: 1164–1172 (2004) doi: 10.1139/G04-084 © 2004 NRC Canada 1164 Received 5 May 2004. Accepted 27 August 2004. Published on the NRC Research Press Web site at http://genome.nrc.ca on 14 December 2004. Corresponding Editor: S. Varmuza. Z. Jiang, 1 X.-L. Wu, M.D. Garcia, K.B. Griffin, J.J. Michal, C.T. Gaskins, and R.W. Wright Jr. Department of Animal Sciences, Washington State University, Pullman, WA 99164–6351, USA. T.L. Ott. Department of Animal and Veterinary Science, Center for Reproductive Biology, University of Idaho, Moscow, ID 83844–2330, USA. 1 Corresponding author (e-mail: jiangz@wsu.edu).