بررسي بيان ژنهاي گيرنده نوري و ژنهاي هدف مسير پاسخ به تابش UV-B در جلبك Volvox carteri

Study on the gene expression of photoreceptors and target genes of UV-B response pathway to UV-B radiation in alga Volvox carteri

نور مهمترين منبع انرژي براي موجودات فتوسنتزي است. پروتئين­هاي گيرنده نور قادرند تا طول موج­هاي خاصي از نور را دريافت كرده و مسير انتقال سيگنال را آغاز نمايند. Volvox carteri جلبك سبز پرسلولي ساده با داشتن ويژگي­هاي منحصر­به ­فرد خود، به ­عنوان مدل يوكاريوتي كمتر تكامل يافته براي مطالعه تكامل و توسعه گيرنده­ هاي نوري بسيار مناسب است. در پژوهش حاضر، اثر تابش (UV-B (0.056 mw.cm-2 بر بيان 13 ژن گيرنده نوري با استفاده از داده ­هاي RNA-Seq مورد بررسي قرار­گرفت. اين گيرنده­ ها براي نظارت بر نور و سازگاري فعاليت­هاي فيزيولوژيكي جلبك با تغييرات محيطي مورد نياز هستند. بر اساس نتايج بدست آمده، در شدت پايين اشعه ماوراء بنفش، بيان ژن­هاي گيرنده­ نوري در سلول­هاي جنسي و غيرجنسي، در مقايسه با گروه­ هاي كنترل، معني­دار نشد. با اين حال، مقايسه بيان اين ژن­ها در اين دو نوع سلول نشان داد كه گيرنده­هاي نوري Phot، CRYp، ChR1-2، HKR1-4 و (VOP (VR1 الگوي بيان ويژه نوع سلول را نمايش مي­دهند. در حالي­كه بيان گيرنده­ هاي نوري UVR8، CRYd1-2 و CRYa در هر دو نوع سلول مشابه بود. به نظر مي­رسد كه به ­علت تجمع غالب رونوشت ژن­هاي هدف مسير پاسخگو به UV-B در سلول­هاي غيرجنسي، احتمال دارد كه UV-B به­طور غير­مستقيم رونويسي ژن را در اين موجود تحت تاثير قرار­داده­باشد. الگوي پروفايل ترنسكريپتوم ميان اين دو نوع سلول كه هم در مورد گيرنده ­هاي نوري و هم در بررسي ژن­هاي هدف مسير پاسخگو به UV-B مشاهده شد؛ ماهيت متفاوت و تمايزيابي سلولي را در اين جلبك نشان داد.

Abstract: (748 Views) Light is an important source of energy for the photosynthetic organisms. Photoreceptor proteins are able to perception of the specific wavelengths of light and initiate a signal transduction pathway. Volvox carteri is a simple multicellular green alga with many features that is recommended as a lower eukaryote model organism for studying the development of photoreception. In this research, the effect of UV-B radiation (0.056 mw.cm-2) was studied on gene expression of 13 photoreceptors using RNA-seq data. These photoreceptors are required for light-monitoring and adaptation of physiological activities to environmental changes. According to our results, under low intensity of UV-B radiation, the photoreceptors were differentially expressed neither in reproductive cells nor in somatic cells as compared to their corresponding control groups. However, comparing the transcriptome of somatic cells with reproductive cells revealed that Phot, CRYp, and ChR1-2, HKR1-4 and Vop (VR1) photoreceptors exhibited a cell-type specific expression pattern while photoreceptors such as UVR8, CRYd1-2 and CRYa were differentially expressed. However, it seems that due to dominantly transcript accumulations of target genes of UV-B response pathway in somatic cells, likely UV-B may indirectly affect gene transcription in this organism. The transcriptional profile pattern between two cell-types, both for photoreceptors and for target genes of UV-B response pathway, shows a different nature and differentiation between reproductive and somatic cells.