جداسازي و مطالعه بيوانفورماتيكي ژن عامل رونويسي TbJAMYC دخيل در بيوسنتز تاكسول از سرخدار گونه ايراني

Isolation and bioinformatics study of TbJAMYC transcription factor involved in biosynthesis of Taxol from Iranian yew

داروي ضد سرطان تاكسول يا پاكلي­تاكسل از متابوليت ­هاي بيوسنتز شده در سرخدار (Taxus bacatta) است. تاكسول يكي از مهمترين و كاربردي­ترين داروهاي ضد سرطان در درمان سرطان ريه است كه با جلوگيري از پليمريزاسيون ميكروتوبول­ ها مانع از تقسيم سلولي در بافت­ هاي سرطاني مي­شود. عامل رونويسي JAMYC از خانواده MYC داراي موتيف متصل­ شونده به DNA بهنام bHLH مي­باشد كه در ساير گونه­ هاي سرخدار شناسايي شده است. هدف از اين تحقيق جداسازي و همسانه­ سازي ژن عامل رونويسي TbJAMYC براي اولين بار و تجزيه‌وتحليل بيوانفورماتيكي آن است. در ابتدا براي بهدست آوردن گياهچه ­هاي اين گياه رويان از دانه­ هاي اين گياه خارج و در محيط كشت MS حاوي زغال فعال و اسيداسكوربيك كشت شد. از RNA استخراج شده با كيفيت و كميت خوب cDNA سنتز شد. ژن عامل رونويسي TbJAMYC بهوسيله PCR از cDNA و آغازگرهاي اختصاصي اين ژن تكثير شد. قطعه تكثير شده در ناقل همسانه­ سازي pTG 19 بهروش TA كلونينگ همسانه­سازي و توالي­يابي شد. خانواده پروتئيني و دمين­ هاي پروتئين TbJAMYC بهوسيله نرم­افزار Pfam تعيين شدند. همچنين بهوسيله نرم­افزار Modeller ساختار سه بعدي دمين­هاي متصل شونده به DNA اين پروتئين تجزيه‌وتحليل و مدل­ سازي شد. اين تجزيه‌و تحليلها نشان دادند كه پروتئين TbJAMYC جزء عوامل رونويسي MYC حاوي دمين bHLH براي اتصال به DNA و تنظيم بيان ژن ­ها مي ­باشد.

An anti-cancer drug called Taxol, or paclitaxel is one of the secondary metabolites of yew tree (Taxus bacatta). Taxol is one of the most important and most useful anticancer drugs in the treatment of lung cancer. Taxol prevents the depolymerization of microtubules and inhibits cell division in tumor tissues. JAMYC is a transcription factor from MYC family with a DNA-binding motif called bHLH. The gene involved in Taxol biosynthesis has been identified in other yew species. The aim of this study was isolation and cloning of TbJAMYC gene and bioinformatics analysis of its structure. Initially to obtain yew seedling, embryos were removed from seeds of the species and cultured on MS medium containing activated charcoal and ascorbic acid. Total RNA was extracted from the seedlings and cDNA was synthesized from extracted RNA. The gene of TbJAMYC was amplified by PCR from cDNA. Amplified fragment cloned in pTG 19 vector using TA cloning method and sequenced. Bioinformatics analysis was carried out by MODELLER and Pfam softwares. The cloning was confirmed by endonuclease digestion and sequencing. TbJAMYC bioinformatics analysis was carried out by Pfam and MODELLER softwares that revealed three-dimensional structure of the DNA binding domain. These analyzes showed that TbJAMYC protein is a member of MYC transcription factors family that binds to DNA and regulates gene expression by bHLH domain. TbJAMYC transcription factor involved in the biosynthesis of valuable anticancer Taxol drug. Hence Taxol biosynthesis pathway manipulation via genetic engineering can be a new way to increase production of the metabolite in yew plant.