شناسايي، جداسازي و تجزيه و تحليل بيوانفورماتيكي پيشبر اختصاصي غده گياهان

Identification, isolation and bioinformatics analysis of specific tuber promoter in plants

بررسي حاضر با هدف شناسايي پيشبر مناسب براي اندام غده گياهي در سال 1397 در دانشگاه شهيد بهشتي انجام شد. بدين ­منظور ابتدا توالي­ هاي مربوط به پيشبر گياهان غده‌اي مختلف در سايت NCBI جستجو شد. توالي­ ها هم رديف شدند و آغازگرهاي هدف از نقاط محافظت ­شده طراحي شدند. تجزيه و تحليل نتايج PCR، حضور پيشبر موردنظر را در گياهان سيب‌زميني شيرين و تارو تاييد كرد. در ادامه، به­ منظور تاييد بيشتر، تجزيه و تحليل‌هاي بيوانفورماتيكي شامل تعيين عناصر سيس، فاكتورهاي رونويسي و عملكرد آن‌ها، فاكتورهاي رونويسي با بيان بالا و پايين صورت گرفت. در نهايت پيشبر پيش­بيني‌شده با پيشبر كلاس يك پاتاتين از لحاظ عناصر سيس و عملكرد مقايسه شد. نتايج تجزيه و تحليل بيوانفورماتيكي نشان داد پيشبر موردنظر داراي عناصر سيس عمومي و اختصاصي مي­ باشد. عناصر سيس عمومي در اغلب پيشبرها وجود دارد و در فعال ­سازي و تنظيم پيشبر، فرآيندهاي سلولي، فرآيندهاي نموي و تحمل تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي نقش دارند. عناصر سيس اختصاصي غده، در بيان پروتئين‌هاي ذخيره‌اي و نشاسته فعال مي‌باشد. مقايسه بين پيشبر مورد مطالعه و پيشبر اختصاصي غده پاتاتين، تاييدي بر فعاليت پيشبر مورد مطالعه در غده بود. پيشبر غده، در آينده مي­تواند براي بيان پروتئين­ هاي مختلف در غده‌ گياهان استفاده شود.

In this study, in order to find the suitable tuber promoter, an experiment was conducted in Shahid Beheshti University in 2018. For this purpose, promoter sequences of different tuberous plants were searched at NCBI. Sequences were multiple-aligned and the target primers designed from conserved regions. PCR analysis confirmed the presence of the desired promoter in plants of sweet potato and taro. In order to further confirmation, bioinformatic analysis including identification of cis elements, transcription factors, their function, transcription factors with high and low expression were performed. Finally, the identified promoter was compared with patatin class 1 promoter in terms of cis elements and function. Results of bioinformatic analysis indicated that the promoter has specific and general cis elements. General cis elements that are present in most promoters and are involved in activation and regulation of promoters, cellular processes, developmental processes and tolerance to biological and non-biological stresses. Special cis elements of tuber are active in expression of storage protein and starch. Comparison between studied promoter and specific tuber promoter of patatin confirms activity of the studied promoter in the tuber. A tuber promoter can be used to express various proteins in tuber plants in the future.