مطالعه ارتباط ژن TSA1 با مسير بيوسنتز گلوكوزينولات ها ”تركيبات ثانويه سولفوردار در گياهان خانواده كلم”

Relation between TSA1 gene and biosynthesis of glucosinolates “secondary sulfur compounds in Brassicaceae family”

اهميت تغذيه اي گلوكوزينولات ها در انسان ها، حيوانات و اثرات آنها در بهبود سرطان، بيماري هاي قلبي-عروقي، عصبي و نقش دفاعي آنها درگياهان عليه آفت ها و پاتوژن ها موجب گرديده است تا مسير بيوسنتز گلوكوزينولات ها گزينه مناسبي جهت مطالعات ژنتيكي قرار گيرند. در شرايط تنشي، بيوسنتز گلوكوزينولات ها به وسيله مجموعه اي از فاكتورهاي رونويسي تحت كنترل مثبت يا منفي قرار مي گيرند. شبه رسپتورهاي كينازي در واقع پروتئين هايي هستند كه به عنوان گيرنده هاي سطحي سلول، پيام هاي محيطي را دريافت مي كنند. هدف از تحقيق حاضر مطالعه نقش تنظيمي ژن AT2G37050 در ارتباط با بيوسنتز گليكوزينولاتها مي باشد. به دنبال مطالعات پروتئوميك قبلي انجام شده بر روي گياه آرابيدوپسيس تالياناي جهش يافته كه ژن شبه رسپتور كينازي AT2G37050 آن از كار افتاده، مشخص گرديد كه 22 پروتئين در گياه جهش يافته وجود دارند درحالي كه در گياه نوع وحشي (كنترل) حضور ندارند. مطالعات بيوانفورماتيكي حاضر، برگرفته از منابع مستخرج از الگوريتم GeneMANIA به كمك نرم افزار Cytoscape نشان داده است كه بين سه پروتئين TSK-associating protein1 (TSA1)،AT3G47570 و AT1G08750 با پروتئين هاي درگير در بيوسنتز گلوكوزينولات ها و همچنين تنظيم كننده هاي بيوسنتز گلوكوزينولات ها ارتباطات بيولوژيكي از نوع هم بياني ژني، برهم كنش پروتئين- پروتئين و قرار گيري در يك مكان مشترك درون سلولي (هم مكاني) وجود دارد. از طرفي ديگر، با توجه به اينكه گلوكوزينولات ها به عنوان تركيبات ثانويه سولفوردار در آرابيدوپسيس تاليانا و گياهان خانواده كلم شناخته شده اند، وجود ارتباط زيستي بين ژن TSA1 و AT3G47570 با ژن ها/ پروتئين هاي ناقل سولفور و مسير احياي سولفور، بر نقش اين دو ژن در ارتباط با بيوسنتز گلوكوزينولات ها قوت بيشتري بخشيده است.

Glucosinolates are a potential target for genetic manipulation in crop improvement programs, due to their diverse roles in animal nutrition, plant defense against pests and pathogens, beneficial treatment effects in cancer, cardiovascular and neurological diseases. To date, more than 30 genes which are involved in biosynthesis of glucosinolates have been identified in Arabidopsis thaliana. During biotic and abiotic stresses, glucosinolate biosynthesis is further controlled by a complex network of transcription factors. Receptor-like kinases (RLKs) are proteins which act as cell surface receptors perceiving developmental and environmental signals in plants. Following functional studies of a RLKs (AT2G37050) in Arabidopsis thaliana, our previous proteomic data showed that 22 proteins such as TSA1, AT3G47570 and AT1G08750 were appeared in knockout of AT2G37050 while these proteins were not detected in wild type plant (unpublished data). The analysis resulted from GeneMANIA algorithm revealed biological connections between these three genes and glucosinolate biosynthesis pathway genes as well as regulating genes of glucosinolate biosynthesis pathway. Since glucosinolates are considered as sulfur containing secondary compounds in Arabidopsis thaliana and Brassicaceae family, biological connections between TSA1 and AT3G47570 with sulfur transporter genes as well as sulfur assimilation pathway genes will support more the role of these two genes on regulation of glucosinolates biosynthesis pathway.