بیوانفورماتیک
آتنا ال کیان آبادی؛ هنگامه طاهری؛ آیه سادات صدر
چکیده
گیاهان قادرند از طریق به خاطر سپردن تنش گرمای قبلی (پرایمینگ)، نسبت به تنش‌‌های کشنده بعدی (برگشتی) تحمل گرمایی بدست آورند. اثر پرایمینگ که برای ساعت‌‌ها، روزها یا حتی نسل‌‌ها پس از تنش گرمایی برگشتی حفظ می‌‌شود، حافظه تنش گرمایی نامیده می‌‌شود. هدف از این مطالعه شناسایی ژنهای کلیدی موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی ...
بیشتر
گیاهان قادرند از طریق به خاطر سپردن تنش گرمای قبلی (پرایمینگ)، نسبت به تنش‌‌های کشنده بعدی (برگشتی) تحمل گرمایی بدست آورند. اثر پرایمینگ که برای ساعت‌‌ها، روزها یا حتی نسل‌‌ها پس از تنش گرمایی برگشتی حفظ می‌‌شود، حافظه تنش گرمایی نامیده می‌‌شود. هدف از این مطالعه شناسایی ژنهای کلیدی موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی است. در این مطالعه، دادههای ریزآرایه پروفایل بیانی نمونه‌‌های آرابیدوپسیس از بانک دادههای (Gene expression omnibus) GEO جمع‌‌آوری و ژن‌‌هایی با بیان افتراقی بر مبنای فعالیت بیشتر رونویسی‌‌شان تحت تنش برگشتی نسبت به تنش اول (مقایسه تیماری P+T/P) و همچنین القاء بیان پایدار تا 52 ساعت پس از فراغت از تنش (فاز حافظه) شناسایی شدند. سپس ژنهای شناسایی شده به وسیله ابزارهای بیوانفورماتیک جهت دسته‌‌بندی هستی‌‌شناسی (Gene Ontology) و شبکه‌‌های برهم‌‌کنش پروتئینی (Protein-protein interaction networks) مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی هستی‌‌شناسی عبارت‌‌ها نشان داد که ژن‌‌هایی با بیان افزایشی عمدتا با پاسخ سلولی و خوگیری به گرما و تاخوردگی پروتئین مرتبط بودند. از طریق خوشه‌‌بندی شبکه برهم‌‌کنش پروتئینی در عبارت مربوط به "پاسخ به گرما "در مقایسه تیماری P+T/P، تعدادی از ژنهای کلیدی موثر در استقرار حافظه تنش گرما نظیر HSP70T-2،HSP90 ، HSP60، AR192، HSP70، BIP2، J2، CLPB4، HOP3، HSP101، HSFA3، ROF1، HSFA2، HSP70B، CLPB3، MBF1C، FES1A شناسایی شدند. همچنین بر اساس تداوم بیان افتراقی ژن‌‌ها تا 52 ساعت پس از فراغت از تنش اول (فاز پرایمینگ) مشخص شد ژن‌‌هایی که در پایداری حافظه تنش گرما دخیل هستند عمدتا متعلق به اعضای خانواده پروتئین‌‌های شوک گرمایی کوچک (sHSPs) نظیر HSP17.6، HSP21، HSP17.6II، HAS32، HSP17.4، HSP18.2 و HSP22 بودند. علاوه بر این، در بررسی مسیرهای زیستی از طریق پایگاهKEGG (دانشنامه ژن‌‌ها و ژنوم‌‌های کیوتو) مشخص شد که ژنهای حافظه تنش گرما عمدتا در مسیرهای پردازش پروتئین در شبکه اندوپلاسمی و فسفریلاسیون اکسیداتیو نقش داشتند. همچنین بررسی عناصر تنظیمی سیس در ناحیه پروموتری ژنهای حافظه تنش نشان داد که خانواده فاکتورهای رونویسی bZIP، AP2;B3;RAV، MYB/SANT، HD-ZIP و GATA; tify دارای بیشترین جایگاه اتصال در ناحیه بالادست ژنهای مذکور بودند. در مجموع این یافته‌‌ها اطلاعات مفیدی در خصوص آنالیز عملکردی و تنظیمی ژنهای موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی و برهم کنش شبکه‌‌های پروتئینی آنها ارائه داد که می‌‌توان از آنها در راستای بهبود ظرفیت تحمل گیاه تحت تنش شدید گرما استفاده کرد.
