بررسي بيوانفورماتيكي اعضاي خانواده ژني CBL در گياه كنجد (Sesamum indicum) تحت تنش خشكي

Bioinformatics analysis of CBL gene family members in Sesamum indicum under drought stress

يكي از زيرخانواده‌هاي ژني حسگرهاي كلسيم، پروتئين‌هاي شبه‌كالسينئورين B (CBLs) بوده كه به‌عنوان يك مولكول پيام‌رسان ثانويه در بسياري از فرايندهاي بيولوژيكي و عملكردهاي مولكولي سلول‌هاي گياهي نقش ايفا مي‌كنند. در اين تحقيق، بررسي گستره ژنومي زيرخانواده ژني CBL در گياه كنجد مورد بررسي قرار گرفت. تعداد نه ژن SiCBL در ژنوم كنجد شناسايي گرديد كه بر پايه روابط اورتولوگي با ژن‌هاي گياه مدل آرابيدوپسيس، در قالب شش گروه پروتئيني SiCBL1، SiCBL2، SiCBL3، SiCBL4، SiCBL8 و SiCBL10 طبقه‌بندي شدند. وزن مولكولي پروتئين‌هاي SiCBL در محدوده 24/4 الي 37/9 كيلو دالتون، محدوده pH ايزوالكتريك اسيدي، شاخص ناپايداري 33/99 الي 47/46 درصد و شاخص آليفاتيك 80/29 الي 106/89 و GRAVY در محدوده 0/420 - الي 0/061 متغير بود. پيش‌بيني تغييرات پس از ترجمه توالي پروتئيني CBL نشان داد موتيف پالميتوئيلاسيون در همه پروتئين‌هاي CBL گياه كنجد مشاهده شد، در حالي‌كه اكثر آنها فاقد موتيف ميريستويلاسيون بودند. در بررسي ساختار ژني، 11 درصد ژن‌هاي SiCBL داراي نه اگزون، 11 درصد داراي هشت اگزون و 77 درصد داراي هفت اگزون بودند. تجزيه و تحليل الگوي RNA-seq زيرخانواده SiCBL تحت تيمار PEG نشان داد اگرچه اعضاي اين خانواده در دو رقم حساس و متحمل، الگوي بيان به نسبت مشابه‌اي داشتند ولي هر يك از اعضاي اين خانواده ژني به‌دليل انشقاق عملكردي، از الگوي بيان منحصربفردي برخوردار بودند. مطالعات تكميلي بيان ژن‌هاي خانواده ژني SiCBL و SiCIPK تحت تنش‌هاي غير زيستي مختلف در تحقيقات آتي مي‌تواند در درك مكانيسم تنظيمات بيان ژن‌هاي مرتبط با مسير SOS مفيد باشد.

Calcineurin B-like proteins (CBLs) are a subfamily of calcium sensors that play a role in various plant cell processes and molecular functions. In sesame (Sesamum indicum), in silico analysis of the CBL gene family was performed to identify CBL proteins involved in calcium signaling. Using their orthologic relationships with Arabidopsis homolog genes, the nine SiCBL genes were identified and subdivided into six groups: SiCBL1, SiCBL2, SiCBL3, SiCBL4, SiCBL8, SiCBL10. The molecular weight of SiCBL proteins ranged from 24.4 to 37.9 kDa, the Isoelectric acid pH range, the instability index ranged from 33.99 to 47.46 percent, the aliphatic index ranged from 80.29 to 10.89, and the GRAVY ranged from -0.420 to 0.061. Prediction of post-translational modifications revealed that palmitoylation motif was observed in all siCBL, however majority of them did not have myristoylaton motif. In term of gene structure, 11% of SiCBL genes had nine exons, 11% had eight exons and 77% had seven exons. The RNA-seq pattern of the SiCBL subfamily under PEG treatment revealed that, whereas members of this gene family had generally similar expression patterns in both susceptible and tolerant cultivars, due to functional Convergence, each member of this gene family had a distinct expression pattern. Future research on the expression of SiCBL and SiCIPK gene family genes under various abiotic conditions could aid in understanding the mechanism of expression control of SOS-related genes.