علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
آناهیتا پنجی؛ احمد اسماعیلی؛ سید محسن سهرابی
چکیده
پپتیدهای ضد میکروبی جزئی از سیستم دفاعی در گیاهان هستند. آنها در تمامی بافت‌ها و در گونه‌های گیاهی مختلفی وجود دارند و دارای اثر ضد میکروبی در برابر پاتوژن‌های گیاهی و جانوری و خواص ضد سرطانی هستند. اسنیکین‌ها گروهی از این پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین با وزن مولکولی پایین هستند که در تنش‌های محیطی، مسیرهای پیام‌دهی هورمون‌ها ...
بیشتر
پپتیدهای ضد میکروبی جزئی از سیستم دفاعی در گیاهان هستند. آنها در تمامی بافت‌ها و در گونه‌های گیاهی مختلفی وجود دارند و دارای اثر ضد میکروبی در برابر پاتوژن‌های گیاهی و جانوری و خواص ضد سرطانی هستند. اسنیکین‌ها گروهی از این پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین با وزن مولکولی پایین هستند که در تنش‌های محیطی، مسیرهای پیام‌دهی هورمون‌ها و رشد و تکامل نقش دارند. در مطالعه حاضر، با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی و بیوانفورماتیکی ویژگی‌های اعضای خانواده ژنی اسنیکین و تغییرات بیانی آنها در مراحل نموی بذر (3، 8، 13 و 18 روز پس از گرده‌افشانی) در گیاه جو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج وجود تعداد یازده ژن اسنیکین در ژنوم گیاه جو را نشان داد. اسنیکین‌های شناسایی شده حاوی دمین عملکردی تحریک شونده با جیبرلین بودند. این اسنیکین‌ها دارای سیگنال پپتید و تجمع خارج سلولی بودند و به دلیل فراوانی بالای اسیدهای آمینه هیدروفوب، آبگریز بوده و ساختارهای ثانویه پیچیده‌ای تولید می‌کردند. در همه پروتئین‌های شناسایی شده، وجود تعداد شش پیوند دی‌سولفیدی و خاصیت ضد میکروبی به صورت محاسباتی مشخص گردید. بررسی تغییرات بیانی اعضای خانواده ژنی اسنیکین در مراحل مختلف نمو بذر نشان داد که ژن‌های مذکور دارای الگوهای بیانی کاملاً متفاوتی هستند و در هر مرحله‌ی نموی میزان بیان آنها روند متفاوتی را نشان می‌دهد. با شناسایی ژن‌های اسنیکین، علاوه بر استفاده از آن در تولید گیاهان تراریخت، می‌توان آن را در سیستم‌های مختلف بیانی تولید کرد و به عنوان نسل جدیدی از عوامل آنتی‌بیوتیک طبیعی در محافظت از انسان، گیاهان و جانوران به کار برد.
علمی پژوهشی
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.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ سمیرا محمدی؛ اسماعیل بخشنده؛ مارکوس کولمن
چکیده
پروتئین فسفاتازهای (PP2Cs) 2C، نقشی کلیدی در بیان ژن‌های پاسخگو به تنش از موجودات پست پروکاریوتی تا یوکاریوت‌های عالی ایفا می‌نمایند. در این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی اعضای خانواده ژنی PP2C به منظور شناسایی و تجزیه و تحلیل ژن‌های اورتولوگ مرتبط با تنش در ژنوم گیاه هالوفیت علفی یک‌لپه Aeluropus littoralis انجام شد. در مجموع 34 ژن AlPP2C بر اساس ...
بیشتر
پروتئین فسفاتازهای (PP2Cs) 2C، نقشی کلیدی در بیان ژن‌های پاسخگو به تنش از موجودات پست پروکاریوتی تا یوکاریوت‌های عالی ایفا می‌نمایند. در این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی اعضای خانواده ژنی PP2C به منظور شناسایی و تجزیه و تحلیل ژن‌های اورتولوگ مرتبط با تنش در ژنوم گیاه هالوفیت علفی یک‌لپه Aeluropus littoralis انجام شد. در مجموع 34 ژن AlPP2C بر اساس ساختار اختصاصی دمین PP2C، در ژنوم این گیاه شناسایی گردید. در درخت فیلوژنتیکی ترسیم شده از پروتئین‌های AlPP2C همراه با پروتئین‌های thaliana Araboidopsis، پروتئین‌های AlPP2C و AtPP2C در ده گروه مختلف بر مبنای همولوژی طبقه‌بندی شدند. تجزیه و تحلیل موتیف‌های حفاظت‌شده پروتئین‌های خانواده AlPP2C نشان داد که گروه‌بندی فیلوژنتیکی از تطابق بالایی با الگوی پراکنش موتیف‌های هر گروه داشت. تجزیه و تحلیل ساختار اگزون - اینترون توالی ژنی نشان داد که اعضای این خانواده به لحاظ آرایش و فراوانی اگزون‌ها از الگوی متفاوتی برخوردارند. شناسایی و طبقه‌بندی عناصر تنظیمی سیس در هشت گروه مختلف صورت گرفت که از مهم‌ترین عناصر سیس مرتبط به تنش می‌توان به موتیف‌های ABRE،MBS ،DRE ، STRE و LTR اشاره نمود. بررسی الگوی ترانسکریپتوم (RNA-Seq) نشان داد که ژن‌های AlPP2C الگوهای بیان متفاوتی در پاسخ به تنش شوری و شرایط بازیابی در دو بافت برگ و ریشه ارائه نمودند که احتمالا بیانگر مسیرهای تنظیمی متفاوت در بیان این ژن‌هاست. الگوی بیان مشاهده شده ژن AlPP2C4 در بافت ریشه، حاکی از تنظیمات بیان بافت - اختصاصی این ژن می‌باشد. این تحقیق با شناسایی ژن‌های اورتولوگ PP2C مرتبط با تنش در گیاه آلورورپوس لیتورالیس، اطلاعات ارزشمندی را برای مطالعات عملکرد ژنی و فرایندهای بیولوژیکی ژن‌های PP2C فراهم می‌آورد.
علمی پژوهشی
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.
علمی پژوهشی
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
محمدامین نیسی؛ مطهره محسن پور؛ حسن رهنما
چکیده
گیاه دانه‌روغنی گلرنگ از گیاهان بومی ایران است که میزان اسید اولئیک (18:1) آن در تمامی ارقام ایرانی پایین است. روغن‌های دارای سطوح اسید اولئیک بالاتر از 50 درصد به علت وجود یک پیوند دوگانه در اسیداولئیک نسبت به اسیدهای چرب دارای دو یا چند پیوند دوگانه، دارای پایداری اکسیداتیو در برابر حرارت هستند. به‌کارگیری روش‌های مهندسی ژنتیک و ...
بیشتر
گیاه دانه‌روغنی گلرنگ از گیاهان بومی ایران است که میزان اسید اولئیک (18:1) آن در تمامی ارقام ایرانی پایین است. روغن‌های دارای سطوح اسید اولئیک بالاتر از 50 درصد به علت وجود یک پیوند دوگانه در اسیداولئیک نسبت به اسیدهای چرب دارای دو یا چند پیوند دوگانه، دارای پایداری اکسیداتیو در برابر حرارت هستند. به‌کارگیری روش‌های مهندسی ژنتیک و ویرایش ژنومی دستیابی به دانه‌های روغنی با اولئیک اسید بالا را ممکن ساخته است. در این پژوهش که به منظور افزایش میزان اسید اولئیک در گیاه گلرنک انجام شد، دو توالی RNAی راهنما برای هدف گیری ژن Fatty Acid Desaturase 2 (FAD2-1) از دو ناحیه طراحی شد که محل هدف گیری آنها درون ناحیه کد کننده این ژن با فاصله 640 جفت باز از یکدیگر قرار داشت. توالی‌های راهنما به‌همراه ژن Cas9 (بهینه‌سازی کدونی شده) در ناحیه T-DNAی سازه اگروباکتریومی کلون‌سازی و به روش In-planta به غوزه گیاه گلرنگ منتقل شد. بذور حاصل کشت و گیاهان حاصل پس از بذرگیری در نسل بعد برای تغییر پروفایل اسیدهای چرب غربال شدند. نتایج نشان داد میزان اسیداولئیک در بذر یکی از لاین‌ها که دارای چهار تغییر اسیدآمینه به طور همزمان بود به طور میانگین به 14/53 درصد رسیده است. این در حالی است که میزان اسید اولئیک در گیاه شاهد به طور میانگین 62/11 درصد اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد در نسل در حال تفرق، تغییر پروفایل اسید چرب در لاین دارای تغییر اسیدآمینه به‌صورت هموزایگوس اتفاق افتاده و گیاهان هتروزایگوس پروفایل روغن مشابه گیاهان شاهد دارند. همچنین نتایج این پژوهش می‌تواند نشان‌دهنده امکان ایجاد افزایش در میزان اسید اولئیک در دانه‌های روغنی با تغییر توالی آنزیم FAD-2 و بدون غیرفعال‌سازی کامل ژن باشد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
پریسا رمضانپور؛ حمید نجفی زرینی؛ سیدحمید رضا هاشمی؛ غلامعلی رنجبر
چکیده
ژن‌های خانواده زینک‌فینگر CCCH (C3HZNF)، کد کننده پروتئین‌هایی با سه سیستئین و یک هیستیدین می‌باشند. پروتئین‌های این خانواده دسته مهمی از فاکتورهای رونویسی زینک فینگر بوده که در فعالیت‌های مختلف از جمله رشد و نمو گیاه و پاسخ به تنش‌های زیستی و غیر زیستی و در واقع در مقاومت به تنش‌ها موثر می‌باشند. در این مقاله از داده‌های پروتئینی ...
بیشتر
ژن‌های خانواده زینک‌فینگر CCCH (C3HZNF)، کد کننده پروتئین‌هایی با سه سیستئین و یک هیستیدین می‌باشند. پروتئین‌های این خانواده دسته مهمی از فاکتورهای رونویسی زینک فینگر بوده که در فعالیت‌های مختلف از جمله رشد و نمو گیاه و پاسخ به تنش‌های زیستی و غیر زیستی و در واقع در مقاومت به تنش‌ها موثر می‌باشند. در این مقاله از داده‌های پروتئینی C3HZNF دو گیاه آرابیدوپسیس و برنج برای تجزیه و تحلیل روابط فیلوژنتیک، ساختار اگزون/ اینترون، سازماندهی موتیف‌ها/ دامنه ها استفاده شد. این بررسی‌ها نشان از همولوژی بالای این ژن‌ها با ژن‌های CCCH در برنج داشتند. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که AtC3Hها دارای تعداد اگزون‌های متغیری می‌باشند، اما به طور کلی ژن‌هایی با 1 و 7 اگزون، بیشترین تعداد را در بر می‌گیرند. بررسی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پروتئین‌های این خانواده نشان داد که AtC3H36 پایدارترین پروتئین در بین اعضای این خانواده می‌باشد همچنین بیشترین نقطه ایزوالکتریک متعلق به پروتئین AtC3H7 (96/9) است. مشاهدات نشان داد اعضای این خانواده ژنی دارای 1 تا 6 دمین Znf C3H و مجموعا 17 دمین عملکردی می‌باشند. مقایسه‌ی فیلوژنی بین پروتئین‌های C3H در برنج و Arabidopsis نشان داد که این پروتئینها از حفاظت شدگی بالایی برخوردارند. در آنالیز فیلوژنتیکی مقایسه‌ای AtC3H وOsC3H، ژن‌های اورتولوگ در یک گروه قرار گرفتند. به عنوان مثال،OsC3H8 همولوژی نزدیکی با HUA1 در Arabidopsis (AtC3H37) نشان داد، که این ژن در توسعه گل نقش دارد. این مطالعه اطلاعات ارزشمندی در مورد خانواده مهم ژنی CCCH zinc finger در گیاه آرابیدوپسیس و برنج ارائه می‌دهد. این اطلاعات می‌تواند در درک نحوه عمل این ژن‌ها برای کمک به مقاومت گیاه در هنگام مواجه با تنش-های زیستی و غیر زیستی کمک کننده باشد.
