شناسایی miRNA‎ها و ژن‎های هدف مرتبط با آنها در گیاه شبدر قرمز (Trifolium pratense)

نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده و مسئول مکاتبات، استاد، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران mnaghavi@ut.ac.ir : پست الکترونیک

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

DOR: 98.1000/1735-0891.1397.2.155.52.26.1588.41

میکروآرنا‎ها (miRNA) یک رده از RNA‎های تنظیم‎کننده کوچک درونی و غیرکدکننده پروتئینی که متشکل از حدود 18-22 نوکلئوتید بوده و تنظیم بیان ژن را در سطح رونویسی و پس از رونویسی ژن بر عهده دارند و طبق تحقیقات انجام شده نقش‎های اساسی در فرایندهای نموی، زمان گلدهی و پاسخ به تنشهای زیستی و غیرزیستی ایفا می‎کنند. تاکنون روش‎های متفاوتی برای شناسایی miRNA‎ها، معرفی شده است که عبارتند از: روش نورترن بلات، ریزآرایه، qRT-PCR و روش‎های بیوانفورماتیکی. در این میان ساده‌ترین و کم‌هزینه‎ترین روش شناسایی miRNA‎ها، روش بیوانفورماتیکی می‎باشد. در این مطالعه با یک رویکرد بیوانفورماتیکی با هدف شناسایی miRNA متمایز در گیاه شبدر قرمز مبتنی بر جستجوی همولوژی بین EST‎های گیاه شبدر قرمز و miRNA‎ها انجام شد. به‎طوری‌که ابتدا در آن همه توالی‎های EST‎های گیاه شبدر قرمز از بانک اطلاعاتی NCBI در برابر miRNA‎های شناخته شده BLASTn شدند که در نهایت یک miRNA کاندید متمایز در گیاه شبدر قرمزشناسایی شد. در مجموع شش ژن هدف پیش‎بینی شده برای این miRNA نیز شناسایی شد و این ژن‎های هدف عمدتا کدکننده مونود هیدرو اسکوربات ردوکتاز1 ) برقراری تعادل گونه‎های فعال اکسیژن در چرخه اسکوربات-گلوتاتیون(، پروتئین FES1 )یک پروتئین حاوی دومین انگشت روی چسبنده به DNA)، پروتئین RHF2A )یوبی کوئیتین لیگاز E3 دخیل در پیشبرد گامتوژنز(، RNA هلیکاز وابسته به ATP )تعمیر و متابولیسم RNA)، پروتئین‎های انتقالی MFS )تسهیل‎کننده حرکت املاح کوچک از عرض غشای سلولی در پاسخ به گرادیانت شیمواسمزی( و در نهایت پروتئین AT-hook )یک موتیف متصل شونده به (DNA نیز بودند.

کلیدواژه‌ها


-  Altschul, S.F., Madden, T.L., Schaffer, A.A., Zhang, J., Zhang, Z., Miller, W. and Lipman, D.J., 1997. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research, 25: 3389–3402.
-  Anonymous1: http://www.ncbi.nlm.nih.gov.
-  Anonymous2: http://frontend.bioinfo.rpi.edu
/applications/mfold/cgi-bin/rna-form1.cgi.
-  Anonymous3:http://planTgrn.noble.org/psRNATarge.
-  Bodinet, C. and Freudenstein, J., 2004. "Influence of marketed herbal menopause preparations on MCF-7 cell proliferation". Menopause, 11 (3): 281–289.
-  Bonnet, E., Wuyts, J., Rouze, P. and Peer, Y.V., 2004. Evidence that microRNA precursors, unlike other non-coding RNAs, have lower folding free energies than random sequences. Bioinformatics, 20: 2911–2917.
-  Dai, X. and Zhao, P.X., 2011. PsRNA Target: a plant small RNA target analysis server. NucleicAcids Research, 39: W155–W159.
-  Li, C. and Zhang, B., 2016. MicroRNAs in control of plant development. Journal of cellular physiology, 231(2): 303-313.
-  Lin, S. L., Chang, D. and Ying, S.Y., 2005. Asymmetry of intronic pre-miRNA structures in functional RISC assembly. Gene, 356: 32-38.
-  Liu, J., Zhang, Y., Qin, G., Tsuge, T., Sakaguchi, N., Luo, G. and Aoyama, T., 2008. Targeted degradation of the cyclin-dependent kinase inhibitor ICK4/KRP6 by RING-type E3 ligases is essential for mitotic cell cycle progression during Arabidopsis gametogenesis. The Plant Cell, 20(6): 1538-1554.
-  Marger, M.D. and Saier, M.H., 1993. A major superfamily of transmembrane facilitators that catalyse uniport, symport and antiport. Trends in biochemical sciences, 18(1): 13-20.
-  Park, W., Li, J.J., Song, R.T., Messing, J. and Chen, X.M., 2002. CARPEL FACTORY, a Dicer homolog, and HEN1, a novel protein, act in microRNA metabolism in Arabidopsis thaliana. Curr. Biol., 12:1484–1495
-  Singh, M., D'silva, L. and Holak, T.A., 2006. DNA-binding properties of the recombinant high-mobility-group-like AT-hook-containing region from human BRG1 protein. Biological chemistry, 387(10/11):1469-1478.
-  Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M. and Kumar, S., 2011. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionar y distance, and maximum parsimony methods. Mol. Biol. Evol. 28: 2731–2739.
-  Tanner, N. K. and Linder, P., 2001. DExD/H box RNA helicases: from generic motors to specific dissociation functions. Molecular cell, 8(2):251-262.
-  Unver, T. and Budak, H., 2009. Conserved microRNAs and their targets in model grass species Brachypodium distachyon. Planta, 230(4), 659-669.
-  Wells, W.W. and Xu, D.P., 1994. Dehydroascorbate reduction. Journal of Bioenergetics and Biomembranes, 26(4): 369-377.
-  Wiemer, E.A., 2007. The role of microRNAs in cancer: no small matter. European Journal of Cancer, 43(10): 1529-1544.
-  Yin, Z., Li, C, Han, X. and Shen, F., 2008. Identification of conserved microRNAs and their target genes in tomato (Lycopersicon esculentum). Gene 414:60–66
-  Zhang, B. and Pan, X. and Stellwag, E., 2008. Identification of soybean microRNAs and their targets. Planta, 229:161–182
-  Zhang, B., Wang, Q., Wang, K., Pan, X., Liu, F., Guo, T. and Anderson, T.A. 2007. Identification of cotton microRNAs and their targets. Gene, 397(1), 26-37.
-  Zhang, B.H., Pan, X.P., Cox, S.B., Cobb, G.P. and Anderson, T.A., 2006a. Evidence that miRNAs are different from other RNAs. Cell. Mol. Life Sci. 63, 246.
-  Zhang, B.H., Pan, X.P., Cox, S.B., Cobb, G.P. and Anderson, T.A., 2006b. Conservation and divergence of plant microRNA genes. Plant Journal, 46, 243–259.
-  Zhang, W., Luo, Y., Gong, X., Zeng, W. and Li, S., 2009. Computational identification of 48 potato microRNAs and their targets. Comput Biol. Chem., 33:84–93
-  Zhang, Y., 2005. miRU: an automated plant miRNA target prediction server. Nucleic Acids Research, 33(Web Server issue):W701–4
-  Zuker, M., 2003. Mfold web server for nucleic acid folding and hybridization prediction. Nucleic Acids Research,31:3406–3415