بررسي مقايسه‌اي عناصر تنظيمي سيس در نواحي پروموتري ژن‌هاي شبه‌كالسينئورين B (CBLs) در گياهان آلوروپوس، آرابيدوپسيس و برنج

Comparative study of cis-regulatory elements in the promoter regions of calcineurin B-like genes (CBLs) of Aeluropus, Arabidopsis and rice plants

پروتئين‌هاي شبه‌كالسينئورين B (CBL) يكي از اجزاي كليدي حسگرهاي كلسيم بوده كه در فرايندهاي مختلف رشد و نموي و همچنين تنش‌هاي محيطي مشاركت دارند. در اين تحقيق به دليل نقش و كاركرد ژن‌هاي CBL در هدايت پيام در تنش‌هاي غيرزيستي و زيستي، شناسايي عناصر سيس اين خانواده ژني در گياهان Oryza sativa (OsCBL)، Arabidopsis thaliana (AtCBL) و A. littoralis (AlCBL) مدنظر قرار گرفت. در مكان‌يابي ده ژن AtCBL، ده ژن OsCBL و شش ژن AlCBL، پروتئين‌هاي AtCBL4، AtCBL10، AlCBL4.2، AlCBL4.3 و AlCBL10 در غشاي پلاسمايي قرار گرفتند. بر اساس درخت فيلوژنتيكي، 26 ژن CBL مورد بررسي به دو گروه اصلي تقسيم شدند به نحوي‌كه تقريبا همه CBL‌ها در مجاورت با ژن‌هاي ارتولوگشان طبقه‌بندي شدند. در بررسي مقايسه‌اي ساختار ژني خانواده ژني CBL‌ها مشاهده گرديد كه حدود 66 درصد ژن‌هاي AlCBL، 60 درصد ژن‌هاي AtCBL و 80 درصد ژن‌هاي OsCBL داراي هشت اگزون و هفت اينترون بودند. شناسايي و طبقه‌بندي عناصر تنظيمي سيس در هشت گروه مختلف صورت گرفت كه از مهمترين عناصر سيس مرتبط به تنش مي‌توان به موتيف‌هاي ABRE، ARE، موتيف-GC،MBS ، DRE، STRE و LTR اشاره نمود. تنوع مشاهده شده در بيان اعضاي خانواده ژني به‌دليل وجود مكانيسم‌هاي تنظيمي متفاوت در تنظيمات بيان اين ژن‌ها بوده كه به دليل وجود عناصر تنظيمي اختصاصي بافت و اختصاصي تنش در پروموتر اعضاي اين خانواده است. بررسي عملكردي ژن AlCBL4.2 به دليل دارا بودن شش موتيف as-1 با توجه به ماهيت بيان اختصاصي و بيان افزاينده اين موتيف مي‌تواند اطلاعات با اهميتي را در خصوص فرايندهاي تنظيمي اين ژن‌ ارائه نمايد.

The calcineurin B-like protein (CBL) is an essential calcium sensor that plays a crucial role in plant growth, development and stress responses. The identification of a cis-acting element in the promoter region of the CBL gene family in three plants, including Oryza sativa (OsCBL), Arabidopsis thaliana (AtCBL), and Arabidopsis littoralis (AtCBL), was investigated because of their importance and involvement in signal transduction under abiotic and biological stresses. Sub-cellular localization of 10 AtCBL, 10 OsCBL and six AlCBL genes showed that AtCBL4, AtCBL10, AlCBL4.2, AlCBL4.3 and AlCBL10 proteins were located in the plasma membrane. 26 CBLs were identified and grouped into two major groups based on their orthologous relatedness in the phylogenetic tree. According to a comparative analysis of the gene structure of the CBLs gene family, about 66 percent of AlCBL genes, 60 percent of AtCBL genes, and 80 percent of OsCBL genes had eight exons and seven introns. Cis-regulatory elements were identified and grouped into eight distinct classes. The ABRE, ARE, GC motif, MBS, DRE, STRE, and LTR motifs were essential stress-related elements. Different regulatory mechanisms in the promoter region of AtCBLs are responsible for their distinct expression patterns, which are regulated by numerous tissue-specific and stress-specific cis-elements. The functional analysis of AlCBL4.2 (which contains six as-1 motifs) will provide useful information about this gene's regulatory processes due to its tissue-specific and enhancer feature of as-1 motif.