تجربه گسترده ژنوم، تفسیر و بررسی بیان ژن های VDAC در گل رز چینی

گل رز چینی با نام علمی Rosa chinensis جزو گیاهان همیشه گلدار، دیپلویید و بومی چین است. دیپلویید بودن این گونه گیاهی انجام کارهای بهنژادی روی این گیاه را تسهیل نموده است. هدف این تحقیق ارزیابی فیلوژنی، آنالیز راه انداز، پیشبینی ساختار پروتیین، پیشبینی پروتیین های برهمکنش دهنده و آنالیز داده RNAseq در 7 ژن VDAC در گل رز چینی است.

در این مطالعه ابتدا با استفاده از جستجویBLAST ، همولوگ های ژن VDAC از پایگاه داده مربوط به گل رز چینی دریافت شد و یک جفت آغازگر اختصاصی برای آن طراحی گردید. قطعه تکثیر شده از روی cDNA به کمک واکنش زنجیره ای پلیمراز با استفاده از حامل همسانه سازی PENTER ، جداسازی و در باکتری E-Coli تکثیر و سپس توالی یابی شد. از همان پایگاه داده، 1500 جفت باز از راه انداز 7 ژن VDAC گل رز چینی برای آنالیز جدا شد و شناسایی نواحی اتصال عوامل رونویسی با استفاده از سایت PlantCARE انجام شد. آنالیز درخت فیلوژنی به وسیله نرم افزار OMEGA7 انجام شد و داده های اولیه از NCBI و Tair حاصل شدند. برهمکنش پروتیین ها به کمک پایگاه داده STRING انجام شد. پیش بینی ساختار سوم پروتیین با استفاده از نرم افزار Pymol و آنالیز RNA seq با استفاده از Mev انجام شد.

نتایج جداسازی و توالی یابی ناحیه کد کننده دو ژن VDAC1 و VDAC2 نشان از شباهت 100 درصدی ژن های جدا شده و تطابق آن با پایگاه داده گل رز چینی دارد. بررسی های صورت گرفته روی 7 ژن VDAC در گل رز چینی با دیگر ژن های VDAC موجود در گونه های تک لپه و دولپه با وجود تایید محافظت شده بودن این ژن در گل رز چینی و دیگر گونه ها، نشان از تغییرات در توالی ژن دارد که باعث خوشه بندی ژن های گل رز چینی حتی در تیره های دیگر شد. آنالیز راه انداز 7 ژن VDAC نشان داد که نواحی Cis-element متفاوتی مانند عناصر پاسخ دهنده به نور، هورمونها و تنش های غیر زیستی بر روی راه انداز این ژنها وجود دارد. حضور نواحی زیاد مربوط به محل اتصال عوامل رونویسی MYB و MYC و همچنین نواحی پاسخ دهنده به هورمون هایی مانند اسید جاسمونیک، اسید آبسزیک ، اکسین و جیبرلین و حتی سرما و خشکی تاکید بر نقش این ژن در تنش-های غیر زیستی دارد. این موضوع به وسیله آنالیز ترانسکریپتوم در شرایط تنش غیر زیستی و حتی زیستی در رابطه با ژنهای RcVDA2 و RcVDAC5 قابل تایید است.

 در مجموع آنالیز داده های ترانسکریپتوم ، آنالیز راه انداز، پیش بینی ساختار 7 پروتیین RcVDAC و بررسی روابط فیلوژنتیک، شواهد آشکاری در رابطه با وجود اورتولوگ های مختلف RcVDAC در گل رز چینی با تفاوت در ساختار سه بعدی پروتیین و تفاوت در میزان بیان و نقش بیولوژیک در تنش های مختلف محیطی دارد.