بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ سید کمال کاظمی تبار؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
یکی از زیرخانواده‌های ژنی حسگرهای کلسیم، پروتئینهای شبه‌کالسینئورین B (CBLs) بوده که به‌عنوان یک مولکول پیام‌رسان ثانویه در بسیاری از فرایندهای بیولوژیکی و عملکردهای مولکولی سلول‌های گیاهی نقش ایفا می‌کنند. در این تحقیق، بررسی گستره ژنومی زیرخانواده ژنی CBL در گیاه کنجد مورد بررسی قرار گرفت. تعداد نه ژن SiCBL در ژنوم کنجد شناسایی ...
بیشتر
یکی از زیرخانواده‌های ژنی حسگرهای کلسیم، پروتئینهای شبه‌کالسینئورین B (CBLs) بوده که به‌عنوان یک مولکول پیام‌رسان ثانویه در بسیاری از فرایندهای بیولوژیکی و عملکردهای مولکولی سلول‌های گیاهی نقش ایفا می‌کنند. در این تحقیق، بررسی گستره ژنومی زیرخانواده ژنی CBL در گیاه کنجد مورد بررسی قرار گرفت. تعداد نه ژن SiCBL در ژنوم کنجد شناسایی گردید که بر پایه روابط اورتولوگی با ژن‌های گیاه مدل آرابیدوپسیس، در قالب شش گروه پروتئینی SiCBL1، SiCBL2، SiCBL3، SiCBL4، SiCBL8 و SiCBL10 طبقه‌بندی شدند. وزن مولکولی پروتئینهای SiCBL در محدوده 4/24 الی 9/37 کیلو دالتون، محدوده pH ایزوالکتریک اسیدی، شاخص ناپایداری 99/33 الی 46/47 درصد و شاخص آلیفاتیک 29/80 الی 89/106 و GRAVY در محدوده 420/0- الی 061/0 متغیر بود. پیش‌بینی تغییرات پس از ترجمه توالی پروتئینی CBL نشان داد موتیف پالمیتوئیلاسیون در همه پروتئینهای CBL گیاه کنجد مشاهده شد، در حالی‌که اکثر آنها فاقد موتیف میریستویلاسیون بودند. در بررسی ساختار ژنی، 11 درصد ژن‌های SiCBL دارای نه اگزون، 11 درصد دارای هشت اگزون و 77 درصد دارای هفت اگزون بودند. تجزیه و تحلیل الگوی RNA-seq زیرخانواده SiCBL تحت تیمار PEG نشان داد اگرچه اعضای این خانواده در دو رقم حساس و متحمل، الگوی بیان به نسبت مشابه‌ای داشتند ولی هر یک از اعضای این خانواده ژنی به‌دلیل انشقاق عملکردی، از الگوی بیان منحصربفردی برخوردار بودند. مطالعات تکمیلی بیان ژن‌های خانواده ژنی SiCBL و SiCIPK تحت تنش‌های غیر زیستی مختلف در تحقیقات آتی می‌تواند در درک مکانیسم تنظیمات بیان ژن‌های مرتبط با مسیر SOS مفید باشد.
بیوانفورماتیک
زهرا پاکباز؛ آسا ابراهیمی؛ مارتینا ریکاور؛ سیسیل بن؛ عبدالله محمدی
چکیده
پروتئینهای مسئول تحمل به فلزات (MTP) از جمله ناقل‌های کاتیونی دو ظرفیتی در دیواره سلولی گیاهان هستند که نقش مهمی را در رشد گیاهان ایفا می‌کنند. آنها در فرایند جذب فلزات ریزمغذی و ایجاد مقاومت در گیاهان در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین شرکت می‌کنند. با این حال اطلاعات کافی در مورد ژن‌های MTP در خانواده گیاهی بقولات به‌اندازه کافی ...
بیشتر
پروتئینهای مسئول تحمل به فلزات (MTP) از جمله ناقل‌های کاتیونی دو ظرفیتی در دیواره سلولی گیاهان هستند که نقش مهمی را در رشد گیاهان ایفا می‌کنند. آنها در فرایند جذب فلزات ریزمغذی و ایجاد مقاومت در گیاهان در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین شرکت می‌کنند. با این حال اطلاعات کافی در مورد ژن‌های MTP در خانواده گیاهی بقولات به‌اندازه کافی وجود ندارد. بنابراین ما در این مطالعه، ارزیابی گسترده‌ای از ژن‌های MTP در سه عضو مهم این خانواده شامل: یونجه (Medicago truncatula)، لوبیا (Phaseolus vulgaris) و سویا (Glycine max) با بررسی روابط فیلوژنتیکی، نحوه توزیع کروموزومی، ساختار ژنی و بیان آنها در بافت‌های مختلف فراهم آوردیم. با توجه به نتایج به‌دست آمده 14، 12 و 23 عدد ژن MTP به‌ترتیب در یونجه، لوبیا و سویا یافت شد. 13 ژن MTP مضاعف در سویا یافت شد در حالی که در لوبیا و یونجه هیج مضاعف‌شدگی یافت نشد. همهMTP های موردمطالعه در هر سه گیاه در سه گروه Mn-CDFs، Zn-CDFs و Fe/Zn-CDFs دسته‌بندی شدند. نتایج بررسی جایگاه زیر سلولی به روش In silico نشان داد که بیشترین فعالیت این پروتئین‌ها در هر سه گیاه در واکوئل می‌باشد و تعداد کمی در دیواره سلولی و هسته قرار دارند. بررسی ساختار ژنی و پروتئینی این ژن‌ها در این گیاهان حاکی از حفاظت‌شدگی بالای این پروتئین‌ها بود اما هرکدام از آنها سطوح مختلفی از بیان ژن را در طی رشد نشان دادند. این امر می‌تواند حاکی از نقش مهم این پروتئین‌ها در طی رشد و نمو گیاهان باشد.
بیوانفورماتیک
حدیث برون؛ امیر سیاهپوش؛ سید محسن سهرابی؛ محمد رضا نیکبخت؛ جواد قاسمیان یادگاری؛ محسن محمدی؛ سید سجاد سهرابی
چکیده
پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهم‌ترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژن‌ها به شمار می‌روند. در این بین، اسنیکین‌ها توجه ویژه‌ای را به خود جلب می‌کنند، زیرا یکی از مهم‌ترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روش‌های ...
بیشتر
پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهم‌ترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژن‌ها به شمار می‌روند. در این بین، اسنیکین‌ها توجه ویژه‌ای را به خود جلب می‌کنند، زیرا یکی از مهم‌ترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روش‌های بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی شناسایی و تعیین خصوصیت شدند. بدین منظور تمام توالی‌های پروتئینی اسنیکین‌های گیاهی از پایگاه NCBI دریافت شدند. توالی مورد توافق اسنکین با هم‌ترازی چندگانه توالی‌های دریافت شده ایجاد شد. سپس توالی مورد توافق اسنکین با استفاده از ابزار tBLASTn در برابر ترنسکریپتوم گیاه پیاز هم‌ترازی موضعی شد. توالی‌های حاصل از tBLASTn، سرهم‌بندی شده و برای تعیین چارچوب خوانش باز کامل و پیش‌بینی دمین‌های عملکردی، سیگنال پپتید، محل تجمع سلولی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی، فراوانی اسیدهای آمینه و فعالیت ضد میکروبی مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از واکنش PCR توالی کد کننده کامل اسنیکین‌ها تکثیر شد. در نهایت، وجود هفت ژن اسنیکین با چارچوب‌های خوانش باز با طول متوسط 323 جفت باز در گیاه پیاز تأیید شد. تجزیه و تحلیل‌های بیوانفورماتیکی، شباهت بالای ژن‌های اسنیکین پیاز با همولوگ‌های اسنیکن در سایر گونه‌های گیاهی، از نظر توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی و همچنین خصوصیات ساختاری را نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که تمامی اسنیکین‌های شناسایی شده در گیاه پیاز دارای خاصیت ضد میکروبی بالقوه بودند. با توجه به اثرات ضد میکروبی بالقوه در پپتیدهای شناسایی شده، می‌توان با تولید این پپتیدها در سیستم‌های بیانی مختلف از آنها به عنوان عوامل ضد میکروبی جدید در مقابله با پاتوژن‌های انسانی، دامی و گیاهی استفاده کرد.
بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
پروتئینهای شبه‌کالسینئورین B (CBLs) به‌عنوان یک مولکول پیام‌رسان ثانویه زیرخانواده گروه حسگرهای کلسیم بوده، و در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی و رشد و نمو گیاهان نقش مهمی دارند. در این مطالعه به منظور بررسی این‌سیلیکو و مقایسه خصوصیات پروتئینهای دخیل در پیام رسانی کلسیم در گیاهان شورپسند و شیرین‌پسند، اعضای زیرخانواده ژنی CBL ...
بیشتر
پروتئینهای شبه‌کالسینئورین B (CBLs) به‌عنوان یک مولکول پیام‌رسان ثانویه زیرخانواده گروه حسگرهای کلسیم بوده، و در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی و رشد و نمو گیاهان نقش مهمی دارند. در این مطالعه به منظور بررسی این‌سیلیکو و مقایسه خصوصیات پروتئینهای دخیل در پیام رسانی کلسیم در گیاهان شورپسند و شیرین‌پسند، اعضای زیرخانواده ژنی CBL در دو گیاه آلوروپوس لیتورالیس و آرابیدوپسیس تالیانا مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس همولوژی توالی و روابط اورتولوژی با ژن‌های آرابیدوپسیس، شش ژن شناسایی شده در ژنوم آلوروپوس در قالب سه گروه پروتئینی AlCBL4، AlCBL2 وAlCBL10 دسته‌بندی شدند. بررسی خانواده ژنی AlCBL بر مبنای همردیفی چندگانه در گیاه آلوروپوس لیتورالیس موید حضور چهار دمین EF-hand در تمام این ژن‌ها بوده که ساختاری را برای اتصال یون کلسیم فراهم می‌نماید. شباهت بالای خصوصیات فیزیکوشیمیایی اکثر پروتئینهای آلوروپوس به آرابیدوپسیس و داشتن رابطه قوی اورتولوژی با یکدیگر ممکن است دلالت بر محفوظ ماندن کارکرد و عملکرد این ژن‌ها در فرایند تکاملی بوده باشد. تجزیه و تحلیل الگوهای بیانی AtCBLs در اندام‌های مختلف و تحت تنش‌های غیر زنده مختلف نشان داد به دلیل انشقاق عملکردی و ساختاری، این ژن‌ها از الگوی بیان منحصربفردی برخوردارند. الگوی بیانی متفاوت در داده‌های ترانسکریپتوم AlCBLs نیز دلیلی بر الگوی عملکردی متفاوت این ژن‌هاست. نتایج بدست آمده در این تحقیق می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد نقش این خانواده ژنی و سازوکار‌های عملکردی آنها در تحمل به تنش‌های غیر زیستی برای مطالعات آتی مهیا سازد.
بیوانفورماتیک
ناصر محمدیان روشن
چکیده
عوامل تنظیم‌کننده رشد (Growth Regulatory Factor, GRF) از فاکتورهای رونویسی اختصاصی در گیاهان هستند دارای دو دمین حفاظت شده QLQ و WRC می‌باشند. اعضاء این خانواده ژنی در فرآیندهای مختلف زیستی مانند رشد و نمو و پاسخ به تنش‌های محیطی و هورمون نقش دارند. در این مطالعه ژن‌های خانواده GRF گندم شناسایی و به‌صورت بیوانفورماتیکی بررسی شدند. شناسایی ژن‌های ...
بیشتر
عوامل تنظیم‌کننده رشد (Growth Regulatory Factor, GRF) از فاکتورهای رونویسی اختصاصی در گیاهان هستند دارای دو دمین حفاظت شده QLQ و WRC می‌باشند. اعضاء این خانواده ژنی در فرآیندهای مختلف زیستی مانند رشد و نمو و پاسخ به تنش‌های محیطی و هورمون نقش دارند. در این مطالعه ژن‌های خانواده GRF گندم شناسایی و به‌صورت بیوانفورماتیکی بررسی شدند. شناسایی ژن‌های GRF با استفاده از BlastP انجام و در ادامه روابط تکاملی، موتیف‌های حفاظت شده، پیشبر، miRNA هستی‌شناسی و بیان ژن‌های شناسایی شده مطالعه شد. در این مطالعه 30 ژن TaGRF (TaGRF1-30) بر اساس جستجوی پایگاه داده ژنوم گندم شناسایی شدند که بر روی 12 کروموزوم قرار داشتند و بر اساس روابط فیلوژنتیکی در 6 زیرگروه دسته‌بندی شدند. ژن‌های TaGRF هر زیرگروه از نظر ساختار ژنی مشابه و تمامی آنها دارای دو موتیف حفاظت شده (WRC و QLQ) و 2 تا 5 اگزون بودند. با توجه به شناسایی عناصر تنظیمی پاسخ در تنش‌ها، هورمون‌ها و مراحل رشد و نمو در ناحیه پیشبر، این ژن‌ها در بسیاری از فرآیندهای زیستی گندم نقش دارند. همچنین 26 ژن TaGRF دارای جایگاه هدف برای miRNA396 بودند. اطلاعات RNA-seq پایگاه داده expVIP نشان داد که ژن‌های TaGRF1، TaGRF4 و TaGRF7 تظاهر بالایی در مراحل رویشی و زایشی در بافت‌های ریشه، ساقه، برگ، سنبله و دانه داشتند. همچنین این داده‌ها نشان داد که تمامی ژن‌های GRF گندم به‌جز TaGRF16 در مرحله زایشی سنبله تظاهر داشتند. نتایج این مطالعه اطلاعات تکاملی و کارکردی موردنیاز برای طراحی مطالعات کارکردی این خانواده ژنی را فراهم می‌سازد.
بیوانفورماتیک
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ سمیرا محمدی
چکیده
تنش شوری یکی از تنش‌های غیرزیستی محدودکننده رشد و نمو گیاهان می‌باشد. عامل پاسخ‌دهنده به اتیلن (ERF) خانواده ای از عوامل رونویسی دخیل در رشد و نمو گیاهان و نیز پاسخ‌دهنده به تنش‌های زیستی و غیرزیستی بوده و با توجه به اهمیت این خانواده در پاسخ به تنش شوری، در این تحقیق شناسایی ژن‌های این خانواده در گیاه شورزیست چمن شور آلوروپوس لیتورالیس ...
بیشتر
تنش شوری یکی از تنش‌های غیرزیستی محدودکننده رشد و نمو گیاهان می‌باشد. عامل پاسخ‌دهنده به اتیلن (ERF) خانواده ای از عوامل رونویسی دخیل در رشد و نمو گیاهان و نیز پاسخ‌دهنده به تنش‌های زیستی و غیرزیستی بوده و با توجه به اهمیت این خانواده در پاسخ به تنش شوری، در این تحقیق شناسایی ژن‌های این خانواده در گیاه شورزیست چمن شور آلوروپوس لیتورالیس (Aeluropus littoralis) مدنظر قرار گرفت. در مجموع، 36 ژن غیر تکراری ERF در ژنوم آلوروپوس لیتورالیس شناسایی شد. ترسیم درخت فیلوژنتیک بر مبنای همولوژی با گیاه آرابیدوپسیس، خانواده ژنی AlERF را به شش گروه مشخص (B1 تا B6) طبقه‌بندی نمود. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که تعداد اینترون در ژن‌های AlERF بین صفر تا دو متغیر بود. تجزیه و تحلیل موتیف‌های حفاظت‌شده و جستجوی دمین در توالی‌های پروتئینی AlERF نشان داد از ده موتیف شناسایی شده، تنها موتیف‌های یک و دو در ساختار دمین AP2/ERF مشارکت دارند. بر اساس داده‌های ترانسکریپتوم و نمودار Heatmap، ژن AlERF6.3 ببیشترین بیان را در شرایط تنش شوری در بافت ریشه نشان داد و بیشترین کاهش بیان نیز در ژن AlERF6.7 در شرایط بازیابی در بافت برگی مشاهده شد. این الگوی متفاوت بیان ژن‌ها در بافت‌های برگ و ریشه در مواجهه با تنش شوری، حاکی از وجود مکانیسم‌های تنظیمی متفاوت در بیان این ژن‌ها می‌باشد. نتایج این مطالعه به‌عنوان اولین گزارش در مورد خانواده ژنی ERF در آلوروپوس لیتورالیس، اطلاعات پایه‌ای را برای مطالعات بیشتر در مورد خصوصیات کارکردی ژن‌های AlERF فراهم می‌نماید.
بیوانفورماتیک
سهیلا فاطمی؛ خالد میرزایی؛ محمد صدیق کمانگر
دوره 7، شماره 19 ، آبان 1396، ، صفحه 39-50
چکیده
اکسین نقش مهمی در تنظیم مراحل مختلف رشد و نمو گیاهان دارد. مطالعات نشان داده است که اکسین این فرآیندها را با استفاده از ژن‌های پاسخ‌گو به اکسین (ARF) تنظیم می‌کند. با توجه به نوع دومین میانی، پروتئین ARF به عنوان یک فاکتور رونویسی با اتصال به ژن‌های هدف باعث سرکوب و یا تحریک بیان این ژن‌ها می‌شود. ژن‌های ARF در چند گونه مختلف گیاهی با ...
بیشتر
اکسین نقش مهمی در تنظیم مراحل مختلف رشد و نمو گیاهان دارد. مطالعات نشان داده است که اکسین این فرآیندها را با استفاده از ژن‌های پاسخ‌گو به اکسین (ARF) تنظیم می‌کند. با توجه به نوع دومین میانی، پروتئین ARF به عنوان یک فاکتور رونویسی با اتصال به ژن‌های هدف باعث سرکوب و یا تحریک بیان این ژن‌ها می‌شود. ژن‌های ARF در چند گونه مختلف گیاهی با استفاده از روش‌های مولکولی مورد مطالعه قرار گرفتهاند، با این حال برای درک بهتر مکانیسم این پروتئین‌ها نیاز به مطالعات بیشتری در گیاهان است. در این مطالعه با استفاده از روش‌های محاسباتی 27 ژن ARF شناسایی شد که در قسمتهای مختلف کروموزومهای لوبیا پراکنده هستند. بررسی درخت فیلوژنتیکی نشان داد این توالیها در چهار گروه مجزا قرار دارند بدون اینکه در بین این توالیها مضاعف‌شدگی مشاهده شود. بیان ژن‌های ARF باتوجه به نوع ژن و بر اساس نوع بافت به ترتیب به پنج و دو گروه تقسیم شد. ژن‌های ARF در بافت‌های برگ، سه برگچههای جوان، ساقه، غلافهای رسیده و غلافهای جوان در مقایسه با سایر بافت‌های دیگر بیان بیشتری داشتند. از کل توالی‌های ARF مورد بررسی، تعداد 9 و 17 توالی به ترتیب به عنوان محرک و سرکوبکننده بیان ژن شناسایی شدند.
بیوانفورماتیک
امین عابدی؛ رضا شیرزادیان خرم آباد؛ محمد مهدی سوهانی
دوره 6، شماره 16 ، اسفند 1395، ، صفحه 13-29
چکیده
استریکتوسیدین سینتاز آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتزی ایندول آلکالوئیدهای مونوترپنوئیدی است. پروتئینهای داری دمین Str_synth در گیاهان، باکتر‌ی‌ها، حشرات و پستانداران شناسایی شده‌اند و به علت نامشخص بودن نقش کارکردی آنها شبه استریکتوسیدین سینتاز نامیده می‌شوند. با تکمیل پروژه توالی یابی ژنوم آرابیدوپسیس و برنج، ژن‌های شبه استریکتوسیدین ...
بیشتر
استریکتوسیدین سینتاز آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتزی ایندول آلکالوئیدهای مونوترپنوئیدی است. پروتئینهای داری دمین Str_synth در گیاهان، باکتر‌ی‌ها، حشرات و پستانداران شناسایی شده‌اند و به علت نامشخص بودن نقش کارکردی آنها شبه استریکتوسیدین سینتاز نامیده می‌شوند. با تکمیل پروژه توالی یابی ژنوم آرابیدوپسیس و برنج، ژن‌های شبه استریکتوسیدین سینتاز در این گیاهان نیز شناسایی شد. با این حال اطلاعات کافی در مورد ساختار ژن، تاریخچه تکاملی، نحوه گسترش و نقش کارکردی خانواده ژنی SSL برنج وجود ندارد. در این مطالعه بر اساس آنالیزهای بیوانفورماتیکی 23 ژن SSL در ژنوم برنج شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی پروتئینهای SSL برنج و آرابیدوپسیس مشخص کرد که این ژن‌ها در چهار گروه قرار می‌گیرند و مسیر تکاملی این خانواده در برنج و آرابیدوپسیس متفاوت است. ژن‌های OsSSL دارای صفر تا پنج اینترون بوده و در 10 کروموزوم از 12 کروموزوم برنج با تراکم متفاوت قرار داشته و مضاعف‌شدگی پشت سر هم عامل اصلی گسترش این خانواده ژنی است. آنالیز پیشبر نشان داد که چندین عنصر تنظیمی cis پاسخ به تنش‌ها و هورمون‌ها در ناحیه تنظیمی وجود دارد که نشان دهنده نقش این ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها می-باشد. آنالیز بیان ژن‌های OsSSL بر اساس داده‌های ریزآرایه نشان داد که تعداد اندکی از این ژن‌ها در بافت‌ها و نیز تنش‌های غیر زیستی بیان بالایی دارند. این مطالعه اولین گزارش در مورد خانواده ژنی SSL در برنج بوده و می‌تواند یک چهارچوب برای بررسی کارکردهای بیولوژیکی ژن‌های SSL در برنج و گیاهان دیگر فراهم می‌کند.
