شناسايي، جداسازي و بررسي بيان خانواده ژني هوئين در جو (Hordeum vulgare)

امروزه پپتيدهاي ضدميكروبي به‌عنوان نسل جديدي از آنتي‌بيوتيك‌ها براي درمان بيماري‌هاي ميكروبي در انسان، جانوران و محافظت از گياهان در مقابل بيمارگر‌هاي مختلف، شناخته مي‌شوند. هوئين‌ها گروهي از پپتيد‌هاي ضدميكروبي به‌شمار مي‌روند كه به‌دليل تنوع بسيار بالا و بيان در اندام‌هاي مختلف گياهي و همچنين نقش مؤثر در پاسخ به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي به‌عنوان يكي از مهم‌ترين گروه از پپتيدهاي ضدميكروبي شناخته مي‌شوند. هدف مطالعه حاضر شناسايي و جداسازي ژن‌هاي هوئين در گياه جو و بررسي خصوصيات و ميزان بيان آن‌ها در بافت‌ها و شرايط محيطي مختلف بود. بدين منظور تمام توالي‌هاي پروتئيني مربوط به ژن‌هاي هوئين گياهي از پايگاه NCBI دريافت شدند. پس از به‌دست آمدن توالي مورد توافق، اين توالي با استفاده از ابزار tBLASTn در برابر ژنوم جو مورد هم‌رديفي قرار گرفت. نتايج حاصل از هم‌رديفي، سرهم‌بندي شده و توالي‌هاي حاصل بلاست براي تعيين چارچوب خوانش باز (ORF) كامل، دمين‌هاي عملكردي، سيگنال پپتيد، محل تجمع سلولي، خصوصيات فيزيكوشيميايي، فراواني اسيدهاي آمينه، فعاليت ضدميكروبي و الگوي بيان مورد بررسي قرار گرفتند. در نهايت با استفاده از واكنش PCR توالي كدكننده كامل هوئين‌ها تكثير و به‌صورت آزمايشگاهي تأييد شد. در اين پژوهش، سيزده ژن هوئين با ORFهايي با طول متوسط 813 جفت‌باز در گياه جو شناسايي، جداسازي و توالي‌يابي شدند. ژن‌هاي هوئين جداسازي شده از جو با ساير هوئين‌هاي گياهي، از نظر توالي ژني و پروتئيني و همچنين خصوصيات ساختاري و عملكردي مشابهت بالايي نشان دادند. نتايج نشان داد كه هوئين‌هاي گياه جو مانند ساير هوئين‌هاي گياهي، بدون اينترون و يا داراي تنها يك اينترون هستند و وجود سيگنال پپتيد ترشحي، تجمع خارج سلولي، وجود دمين‌هاي عملكردي ChtBD1 در همه آن‌ها و دمين عملكردي Lyzlike در برخي از آ‌ن‌ها، تأييد شد. همچنين نتايج نشان داد كه فعاليت ضدميكروبي و بيان حداكثري در ريشه و اندام‌هاي زايشي و همچنين بيان در پاسخ به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي از ديگر ويژگي‌هاي اين پروتئين‌ها است. يافته‌هاي مطالعه حاضر درك ما را در مورد اثر ژن‌هاي هوئين در فرآيندهاي زيستي گياه مانند رشد و نمو و همچنين پاسخ به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي افزايش مي‌دهد.