بیوانفورماتیک
محمد محسن زاده گلفزانی؛ علیرضا ترنگ؛ رامین صیقلانی
چکیده
تنوع و پیچیدگی تنظیم miRNA نشان‌دهنده اهمیت آن‌ها در فرآیندهای زیستی است و بسیاری از بخش‌های تنظیم miRNA می‌توانند یک شبکه تنظیمی پیچیده miRNA-mRNA را تشکیل دهند. بنابراین، تحقیق روی شبکه‌های تنظیم‌کننده miRNA-mRNA می‌تواند اطلاعات مفیدی را برای درک فرآیندهای زیستی پیچیده ارائه دهد، که برای مطالعه بیشتر مکانیسم‌های تحمل به تنش در گیاهان ...
بیشتر
تنوع و پیچیدگی تنظیم miRNA نشان‌دهنده اهمیت آن‌ها در فرآیندهای زیستی است و بسیاری از بخش‌های تنظیم miRNA می‌توانند یک شبکه تنظیمی پیچیده miRNA-mRNA را تشکیل دهند. بنابراین، تحقیق روی شبکه‌های تنظیم‌کننده miRNA-mRNA می‌تواند اطلاعات مفیدی را برای درک فرآیندهای زیستی پیچیده ارائه دهد، که برای مطالعه بیشتر مکانیسم‌های تحمل به تنش در گیاهان به خصوص در گیاه کلزا از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش با استفاده از مرور مقالات انجام شده در زمینه تنش های غیر زیستی انتخاب miRNA های مؤثر در تنش خشکی و شوری انجام گرفت و با استفاده از توالی‌های مربوط به miRNAهای بالغ و به کمک نرم‌افزار آنلاین psRNATarget، شناسایی ژن‌های هدف انجام شد. لیست ژنی از 225 ژن هدف شناسایی شده با کمک پایگاه UniProt تهیه شد. شناسایی مسیر عملکردی آن‌ها با کمک پایگاه بیوانفورماتیک DAVID و سایتKEGG طبق پارامترهای پیش‌فرض انجام گرفت. بررسی‌ها نشان داد که این ژن‌های هدف در مسیرهای زیستی متعددی ازجمله ریبوزوم، اسپلایسوزوم، پروتئازوم، متابولیسم پورین، متابولیسم سلنوکامپاند و متابولیسم سولفور شرکت داشتند. همچنین به منظور بررسی ژن‌های هم بیان از پایگاه داده STRING استفاده شد که نشان‌دهنده وجود 37 ژن هم بیان در بین ژن‌های هدف شناسایی شده بود.
بیوانفورماتیک
مهین پوراسمعیل؛ مقصود پژوهنده
چکیده
امروزه توالی ژنوم اکثر موجودات شناسایی شده است و این اطلاعات در شناخت عملکرد و ویژگی‌های موجود مفید هستند. در این میان اطلاعات پردازش نشده‌ای وجود دارد که با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از ابزار‌های بیوانفورماتیک می‌توان از آن‌ها برای مطالعه پروتئین‌ها و ژن‌های ناشناخته استفاده کرد. در این تحقیق توالی یک ژن با عملکرد ناشناخته ...
بیشتر
امروزه توالی ژنوم اکثر موجودات شناسایی شده است و این اطلاعات در شناخت عملکرد و ویژگی‌های موجود مفید هستند. در این میان اطلاعات پردازش نشده‌ای وجود دارد که با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از ابزار‌های بیوانفورماتیک می‌توان از آن‌ها برای مطالعه پروتئین‌ها و ژن‌های ناشناخته استفاده کرد. در این تحقیق توالی یک ژن با عملکرد ناشناخته از گیاه Arabidopsis thaliana با شماره دسترسی X91953.1 در پایگاه NCBI برای بررسی و مطالعه ساختار و عملکرد احتمالی مورد استفاده قرار گرفت. این ژن مربوط به کروموزوم شماره یک در آرابیدوپسیس تالیانا بوده و با 676 جفت باز، پروتئینی با 150 اسیدآمینه به وزن مولکولی تقریبا 15 کیلودالتون تولید می‌کند. با استفاده از سرور‌های بیوانفورماتیک خصوصیات توالی ژن و پروتئین مربوطه بررسی و مشخص شد که دارای 18 نوع موتیف تنظیمی است که وظایف برخی از آن‌ها شناخته شده است که می‌توان به پاسخ به نور و فعالیت عناصر Cis برای بیان در مریستم اشاره کرد. آنالیز‌ها نشان داد این پروتئین دارای 38 موتیف است که سه مورد در آن حفاظت شده با تکرار بالاست. این پروتئین دارای سیگنال پپتید در انتهای آمینی خود بوده و به فضای خارج سلولی تراوش می‌شود. بنابراین احتمال حضور آن در فضای بین سلولی بیشتر از هسته و اندامک-های درون سلولی است. محل تنظیم یک microRNA نیز روی رونوشت این ژن وجود دارد و این microRNA در پاسخ به شوری و همچنین در جنین فعالیت دارد. این پروتئین ناشناخته با پروتئین دیگری در آرابیدوپسیس با شماره دسترسی UPF0540 At1g62000 دارای حدود 90 درصد همولوژی است که برای بررسی‌های بیشتر برای شناسایی نقش پروتئین مورد نظر می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. این پروتئین در 10 بافت مختلف عمدتا در جنین و آندوسپرم دانه بیان می‌شود. براساس همه آنالیز-های صورت گرفته دو وظیفه تمایز پوشش بذر و فرایند بیوسنتز مواد مترشحه در اثر نور را برای این پروتئین می‌توان پیش بینی کرد که در ادامه کار روش‌های آزمایشگاهی برای تست عملکرد منسوب شده به آن توصیه می‌شود.
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
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
علی رضا لادن مقدم
چکیده
برازینواستروئیدها (Brassinosteroids) هورمونهای استروئیدی گیاهی هستند که کارکرد متنوعی در تنظیم طیف وسیعی از فرآیندهای رشد و نموی و همچنین پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی ایفا می‌کنند. عوامل رونویسی BES1 در تنظیم بیان ژن‌های واکنش‌گر به برازینواستروئید نقش حیاتی دارند. تکمیل توالی‌یابی ژنوم انگور محققان را قادر ساخته است که خانواده‌های ...
بیشتر
برازینواستروئیدها (Brassinosteroids) هورمونهای استروئیدی گیاهی هستند که کارکرد متنوعی در تنظیم طیف وسیعی از فرآیندهای رشد و نموی و همچنین پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی ایفا می‌کنند. عوامل رونویسی BES1 در تنظیم بیان ژن‌های واکنش‌گر به برازینواستروئید نقش حیاتی دارند. تکمیل توالی‌یابی ژنوم انگور محققان را قادر ساخته است که خانواده‌های ژنی را در گستره ژنوم انگور شناسایی و مطالعه کنند. لذا در این تحقیق ژن‌های خانواده BES1 شناسایی و مطالعه شد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، درخت فیلوژنی، ساختار ژنی، موتیف‌های حفاظت شده، عناصر تنظیمی، تنظیم بیان پس از رونویسی و پروفایل بیانی ژن‌های شناسایی شده انجام شد. نتایج نشان داد که انگور دارای هفت ژن BES1 می‌باشد که بر اساس آنالیز فیلوژنتیکی در 3 زیر گروه قرار می‌گیرند. هر زیرگروه موتیف‌های حفاظت شده داشته که نشان دهنده روابط ژنتیکی نزدیک در بین اعضاء هر زیر گروه است. بر اساس جایگاه کروموزومی 1، 1، 2، 1، 1 و 1 ژن به ترتیب بر روی کروموزوم‌های 2، 4، 10، 15، 18 و 19 قرار دارند. آنالیز ناحیه پیش‌بر ژن‌های BES1 نشان داد که این ژن‌ها دارای عناصر پاسخ به هورمون‌ها، تنش‌ها و نیز اختصاصی بافت می‌باشند. همچنین ژن‌های VvBES1-1، VvBES1-3 و VvBES1-5 دارای جایگاه اتصال مولکول‌های miRNA هستند. پروفایل بیانی این ژن‌ها بر اساس داده‌های ریزآرایه حاکی از الگوی بیانی متفاوت ژن-های BES1 انگور در بافت‌ها در مراحل نموی مختلف می‌باشد. مطالعه این خانواده اساس تئوریتیکال لازم برای درک تکامل و کارکرد خانواده ژنی BES1 در انگور را مهیا می‌کند.
بیوانفورماتیک
بهناز کرمی لاکه؛ محمد مهدی سوهانی؛ امین عابدی
چکیده
پروتئینهای خانواده آنتی‌پورتر یون کلسیم/کاتیون (CaCA) نقش حیاتی در هموستازی یون کلسیم دارند که یک رویداد مهم در طول نمو و پاسخ دفاعی گیاه است. در مطالعه حاضر با استفاده از داده‌های بانک‌های اطلاعاتی مرتبط، 14 ژن CaCAs در ژنوم ذرت شناسایی و براساس سازماندهی ساختاری و ارتباط تکاملی آن‌ها با پروتئینهای شناسایی‌شده به سه گروه CAX، CCX و ...
بیشتر
پروتئینهای خانواده آنتی‌پورتر یون کلسیم/کاتیون (CaCA) نقش حیاتی در هموستازی یون کلسیم دارند که یک رویداد مهم در طول نمو و پاسخ دفاعی گیاه است. در مطالعه حاضر با استفاده از داده‌های بانک‌های اطلاعاتی مرتبط، 14 ژن CaCAs در ژنوم ذرت شناسایی و براساس سازماندهی ساختاری و ارتباط تکاملی آن‌ها با پروتئینهای شناسایی‌شده به سه گروه CAX، CCX و MHX طبقه‌بندی شدند. بیشتر پروتئینهای ZmCaCA دارای دو دمین Na_Ca_ex بودند. تمامی ژن‌های شناسایی‌شده دارای حداقل یک موتیف کارکردی بوده و ساختار ژنی هر زیر گروه CaCA بسیار حفاظت شده است. در پیش‌بینی مولکول-های miRNA واکنش‌گر نسبت به ژن‌های CaCA در ذرت 33 نوع miRNA متفاوت شناسایی شد که در تنظیم بیان پس از رونویسی 13 ژن CaCAs از طریق برش mRNA یا ممانعت از ترجمه دخالت دارند. علاوه بر این، چندین عنصر تنظیمی cis پاسخ به تنش‌ها و هورمون‌ها در پیش‌بر این ژن‌ها شناسایی شد. بیان متغیر اکثر ژن‌های ZmCaCA در مراحل مختلف رشد و نمو، نقش مشخص آن‌ها در نمو ذرت را نشان می-دهد. همچنین القاء بیان این ژن‌ها در پاسخ به تنش‌های غیر زیستی (سرما، شوری، خشکی) کارکرد دفاعی ژن‌های ZmCaCA را مشخص نمود. بیشترین افزایش و کاهش بیان ژن مربوط به ژن‌های CAX است. نتایج این مطالعه اطلاعات پایه در مورد روابط فیلوژنی و کارکردهای احتمالی ژن‌های CaCA ذرت را برای پژوهش‌های آتی فراهم می‌سازد.
بیوانفورماتیک
امین عابدی عابدی؛ رضا شیرزادیان خرم آباد؛ محمد مهدی سوهانی
دوره 7، شماره 18 ، شهریور 1396، ، صفحه 27-40
چکیده
در یوکاریوت‌ها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئینهای هیستونی کروماتین را ایجاد می‌کند. چپرون‌های هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژن‌ها تأثیر می‌گذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرون‌های هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوت‌ها حفاظت شده بوده و جزء ...
بیشتر
در یوکاریوت‌ها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئینهای هیستونی کروماتین را ایجاد می‌کند. چپرون‌های هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژن‌ها تأثیر می‌گذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرون‌های هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوت‌ها حفاظت شده بوده و جزء جدایی ناپذیر در پایداری، حفظ و پویایی کرماتین یوکاریوتی می‌باشد. این پروتئین ها در انتقال هیستون‌ها به هسته، تشکیل نوکلئوزوم و القاء سیالیت کروماتین نقش داشته و لذا رونویسی بسیاری از ژن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این مطالعه با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی، 6 ژن شبه NAP (ZmNPL1 تا ZmNAPL6) در ذرت شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که این ژن‌های NAPL همانند ژن‌های NAPL آرابیدوپسیس و برنج به دو زیر گروه تقسیم شده و رابطه تکاملی نزدیکتری با ژن‌های NAPL برنج داشتند. این ژن‌ها دارای 3 تا 11 اینترون بوده و بر روی 5 کروموزوم از 10 کروموزوم ذرت قرار گرفته‌اند. آنالیز بیانی بر پایه ریزآرایه نشان دهنده تنظیم دقیق رونویسی ژن‌های ZmNAPL در طول نمو ذرت می‌باشد. این امر حاکی از نقش مهم این ژن‌ها در برنامه ریزی مرتبط با فرآیندهای نموی ذرت بود. این مطالعه اولین گزارش در مورد شناسایی و بررسی روابط تکاملی، ساختاری و بیانی ژن‌های NAPL ذرت بوده و نتایج بدست آمده از آن اطلاعات پایه برای تحقیقات آتی در مورد کارکرد ژن-های NAPL ذرت را مهیا می‌سازد.
